Белок Pentagone контролирует формирование жилок в крыле дрозофилы
Исследователи из Фрайбурга выяснили, как белок Pentagone регулирует распределение ключевого сигнального белка Dpp, что определяет, где в крыле плодовой мушки Drosophila melanogaster образуются жилки.
Ключевой механизм: градиент концентрации
- Белок Dpp вырабатывается клетками в центре будущего крыла и распространяется по ткани, формируя градиент концентрации.
- Положение клетки в этом градиенте определяет, какие гены в ней активируются. Формирование жилок происходит при достижении определенных пороговых значений концентрации Dpp.
Роль Pentagone
- Клетки на периферии (дальше всего от источника Dpp) производят белок Pentagone.
- Без Pentagone градиент Dpp не формируется — белок остается в месте своего производства. У мух с выключенным геном Pentagone крылья меньше и отсутствует внешняя жилка.
- Функция Pentagone — обеспечивать дальнейшее распространение Dpp, расширяя его диапазон действия.
Молекулярный механизм
- Dpp связывается с рецепторами на поверхности клеток, запуская сигнальный каскад.
- Pentagone связывается с ко-рецепторами, которые помогают "захватывать" Dpp.
- Pentagone вызывает поглощение и разрушение ко-рецепторов внутри клетки.
- Это снижает способность клетки связывать и передавать сигнал Dpp.
- В результате формируется обратный градиент: чем ближе клетка к источнику Pentagone, тем меньше Dpp она может связать.
Важность и аналогии
- "Pentagone регулирует градиент подобно тому, как термостат регулирует температуру", — поясняет доктор Джорджос Пиролакис.
- Аналогичные белки Dpp и Pentagone присутствуют и у человека. Изученные фундаментальные принципы могут контролировать процессы развития, например, формирование пальцев.
- Результаты, опубликованные в eLife, могут помочь в понимании причин нарушений развития.