Швейцарско-немецкая команда ученых выявила два механизма, регулирующие рост и развитие органов у мушки дрозофилы.
Результаты исследования, следующая стадия которого – показать, применимы ли открытия в сфере исцеления раковых заболеваний, были расположены в научном журнале Science, пишет Наша газета.
В сотрудничестве со спецами Института Макса Планка в Дрездене, ученые департамента биохимии
Швейцарско-немецкая команда ученых выявила два механизма, регулирующие рост и развитие органов у мушки дрозофилы.
Результаты исследования, следующая стадия которого – показать, применимы ли открытия в сфере исцеления раковых заболеваний, были расположены в научном журнале Science, пишет Наша газета.
В сотрудничестве со спецами Института Макса Планка в Дрездене, ученые департамента биохимии и молекулярной биологии Женевского института под управлением Маркоса Гонсалеса-Гэтана склонились над малеханькой дрозофилой, чтобы детально изучить некоторые особенности ее организма, которые могли бы найти применение в медицине. Личинки мушки на стадии перевоплощения в куколку и во взрослое животное переживают полную метаморфозу. Их ткани разрушаются и из группы клеток, называемых имагинальными дисками, образуются структуры взрослого организма, в том числе – крылья.
Центр имагинального диска крылышка дрозофилы сформирован из отдельных клеток, выделяющих так называемый морфогенный (формообразующий) протеин под заглавием Decapentaplegic (Dpp). Непосредственно молекулы этого вещества служат для растущих клеток сигналами к размножению и определяют процесс их развития. На хим уровне распределение протеина представляет собой градиент (вектор) концентрации вещества, нисходящий по мере того как клетки удаляются от центра имагинального диска.
Исследователи попробовали понять, как конкретно рост тканей дрозофилы регулируется хим процессами и каким образом клетки, расположенные на разных расстояниях от центра имагинального диска, могут расти и плодиться в ответ на сигнал Dpp, получая при всем этом разные концентрации морфогенного вещества.
В конечном итоге исследования женевские биологи сделали слету два открытия. 1-ое выявило закономерности меж концентрацией протеина, служащего хим сигналом к развитию, и размерами растущего органа. «Мы узнали, что градиент концентрации Dpp растет во времени и пространстве, по мере того, как крыло мушки растет, также адаптируется к размерам ткани. Беря во внимание, что структурирование ткани осуществляется в ответ на концентрацию морфогенного вещества, ее увеличение гарантирует, что пропорции крылышка будут сохранены на всех шагах развития», - комментирует Ортруд Вартлик, один из создателей исследования.
Таким образом, чем дальше развивается орган и чем больше становятся ткани, тем больше вещества требуют клетки для перехода к следующему шагу развития. Этот процесс представлял загадку для ученых, так как ранее биологи думали, что все клетки начинают плодиться, как получают подходящую дозу хим «сигнала» Dpp. Вопрос был разрешен вторым открытием: «Наши наблюдения показали, что клетки крыла мушки дрозофилы размножаются, когда концентрация Dpp, которую они получают, вырастает на 50%, независимо от позиции клетки и момента развития», - объяснял доктор Гонсалес-Гэтан.
Тот факт, что сами клетки «умеют» определять концентрацию протеина (конфигурации градиента) и использовать данную информацию для регулирования собственного роста, кардинальным образом меняет прежние представления о развитии с полным метаморфозом. На следующей стадии исследования женевские ученые попробуют отыскать, может ли похожий механизм контроля роста тканей участвовать в образовании опухолей.
Дело в том, что морфогенный белок Dpp, называемый в человеческом организме Transforming Growth Factor-beta, задействован в развитии большинства раковых заболеваний. Поэтому очень принципно понять, как злокачественные клетки определяют концентрацию вещества-сигнала, и с какой скоростью размножаются.
Похожие статьи:
