ИСТИНА

В 1970-х годах несколько исследовательских групп из СССР и США высказали идеи о возможном участии механических сил и напряжений в регуляции интегрального развития живых систем. Одними из первых, экспериментальные исследования в этом направлении провели профессор МГ У им. М. В. Ломоносова Лев Владимирович Белоусов и его ученики, показав, что фрагменты зародышевых тканей амфибий после микрохирургической сепаровки демонстрируют деформации двух типов – медленные активные (в их основе лежат энергозависимые клеточные перестройки) и быстрые пассивные (связанные с механическими напряжениями). Авторы выяснили, что паттерны механических напряжений стадио-специфичны и сменяются в ходе раннего развития. Данное направление получило название «морфомеханика». В 1990-х Л. В. Белоусовым и Дж. Миттенталем была выдвинута гипотеза о том, что пассивные механические напряжения и активные клеточные перестройки – взаимо-порождаемые процессы, и что динамическая система взаимодействия этих процессов лежит в основе регуляции интегральности развития живых организмов. Независимо от советских ученых из МГУ, идеи о возможном участии механических сил и напряжений в организации клеток и надклеточных структур выдвигали американские биологи А. Харрис и Д. Ингбер. В самом конце XX и первых десятилетиях XXI века происходит активное изучение клеточной механики и клеточной механотрансдукции – процесса, в ходе которого механическое воздействие на клетку может быть перекодировано в химический сигнал. Такой процесс может осуществиться путем нескольких возможных механизмов: через молекулярные комплексы, связанные с клеточными контактами, механо-чувствительные каналы, мембран-ассоциированные белки, а также через белковый комплекс YAP/TAZ, реагирующий на изменение формы клеток. В последнее десятилетие показано, что механическое воздействие на клетку через цитоскелетные структуры может передаваться на ядро и влиять на изменение экспрессии генов, явление назвали ядерной механотрансдукцией. Среди основных механизмов ядерной механотрансдукции – механозависимое изменение активности транскрипционных факторов, открывание ядерной поры и ионных каналов, перераспределение хромосомных территорий в результате действия механических сил на ядро и механо-зависимые модификации хроматина. В ближайшие десятилетия можно ожидать рождения интегральной механобиологии – науки, которая сможет объяснить интегральность живых систем на разных уровнях организации живой материи и при переходе между разными уровнями.