Исследователи из Джона Хопкинса говорят, что выяснили, как клетки человека и всех животных настраиваются на ключевой сигнал, который буквально передает инструкции, формирующие их конечные тела. Оказывается, клетки собирают свою собственную маленькую радиоантенну на своей поверхности, чтобы помочь им передать правильный сигнал развивающимся белкам, «слушающим» внутри клетки.
Передатчики – это первичные реснички, относительно жесткие, похожие на волосы «хвосты», которые отвечают на специализированные сигналы от множества белков, включая ключевое семейство белков, известных как Wnts. Wnts, в свою очередь, запускают каскад решений по формированию формы, которые направляют клетки к принятию определенных форм, таких как изогнутые клетки века или вибрирующие волосковые клетки в ухе, и даже следят за тем, чтобы руки и ноги появлялись в нужных местах.
«Наши эксперименты лежат в основе развития и поддержания тканей нашего тела», – говорит генетик Джона Хопкинса Николас Катсанис, доктор философии.D., доцент Института генетической медицины МакКьюзика-Натанса. «Любые ошибки с сигнальным путем Wnt, – говорит Катсанис, – и вы смотрите на основные детские болезни и дефекты.”
В отчете, опубликованном 30 сентября в Nature Genetics, Катсанис и его команда использовали маленькую прозрачную рыбку, рыбок данио, чтобы буквально наблюдать, что происходит, если они химически блокируют производство трех белков, необходимых для первичной функции ресничек в период, когда рыба яйцо превращается в взрослую рыбу с полностью плавниками.
Чем больше они блокировали, тем больше ошибок развития – например, у растущей рыбы не удавалось вытягивать хвост должным образом – они могли отследить дефектную передачу сигналов Wnt.
Катсанис отмечает, что, оказавшись внутри клетки, путь Wnt разделяется на две ветви, которые необходимо сбалансировать в зависимости от потребностей каждой клетки: так называемая каноническая ветвь, которая обычно заставляет клетки размножаться, и неканоническая ветвь, которая управляет сообщениями для уточнения формы и роста клеток. Ошибки, обнаруженные у рыб, указывали на дисбаланс, в котором преобладала каноническая сигнализация.
Серия биохимических исследований показала, что реснички обычно помогают клетке поддерживать правильный баланс, избирательно разрушая белки канонической ветви, чтобы предотвратить избыточный рост. Следовательно, нарушение функции ресничек приводит к дефектному разрушению ключевых белков, что затем вызывает проблемы при интерпретации сигнала Wnt.
«Мы думали, что ключ к уравновешиванию происходил внутри клетки, но теперь кажется очевидным, что реснички являются главными ретрансляционными станциями», – говорит Катсанис. «Мы только что переосмыслили огромный объем литературы в новом свете.”
Источник: Джонс Хопкинс