Выявлен механизм, регулирующий развитие тканей организма

Каким образом развивающийся организм контролирует состояние органов или тканей? По сообщению Sciencedaily, специалисты из Нью-Йоркской школы медицины открыли сигнальный путь в петле прямых и обратных... Каким образом развивающийся организм контролирует состояние органов или тканей? По сообщению Sciencedaily, специалисты из Нью-Йоркской школы медицины открыли сигнальный путь в петле прямых и обратных связей, регулирующий развитие тканей в яичнике мушек-дрозофил.

Развитие любого органа, будь то половая клетка, печень или вилочковая железа, зависит от состояния многих тканей. Особая роль при этом принадлежит стволовым клеткам, которые еще не «специализировались» и, подчиняясь соответствующим сигналам, могут превратиться в различные ткани.

Ученым удалось изучить процесс мониторинга так называемых зародышевых клеток (которые впоследствии дифференцируются в другие типы клеток) и регуляции их числа в соответствии с потребностями организма. При этом использовалась система Gal4/UAS, которая позволяет воспроизводить в любом количестве гены, представляющие интерес для исследователей.

При изучении мушек с аномально малым числом зародышевых клеток оказалось, что развивающаяся яйцеклетка способна «определить» число клеток и запустить их ускоренное производство. Было выяснено, что регуляция осуществляется за счет обратных связей, формирующихся при взаимодействии клеток двух типов: так называемых примордиальных (базовых) зародышевых клеток и клеток смешанного типа, соседствующих с соматическими клетками яичника.

Поверхность клеток смешанного типа покрыта рецепторами особого белка – эпидермального фактора роста (ЭФР), с которым могут связываться специфические сигнальные молекулы. Как оказалось, примордиальные зародышевые клетки вырабатывают белок, называемый Spitz, связываемый ЭФР-рецепторами с образованием комплекса «белок-рецептор». Именно этот комплекс активирует клетки смешанного типа, отвечая за их ускоренный рост и восстановление численности.

Связывание белка Spitz с ЭФР-рецепторами одновременно подает сигнал примордиальным зародышевым клеткам о необходимости приостановки их роста, т. е. возросший уровень сигнала смешанным клеткам одновременно ведет к уменьшению числа зародышевых клеток. И наоборот – чем меньше сигнального белка, тем выше скорость роста зародышевых клеток.

Такая петля обратной связи функционирует как сенсор, который оценивает, достаточно ли примордиальных зародышевых клеток для нормального развития. Уровень сигнала используется для поддержания именно оптимального количества зародышевых клеток, которое необходимо для формирования будущих тканей и органов. Иными словами, зародышевые клетки посылают сигнал соматическим, поддерживая их рост, и получают ответный сигнал, регулирующий скорость воспроизводства зародышевых клеток.

Именно такое взаимодействие клеток разных типов обеспечивает нормальное развитие и регенерацию поврежденных тканей. В любом организме развитие, как яйцеклеток, так и спермиев невозможно вне соответствующей матрицы из соматических клеток. Взаимодействие матрицы и зародышевых клеток определяет будущее последних.