Ключевой белок в сборке ресничек идентифицирован

Группа под руководством профессора-исследователя ICREA Кайетано Гонсалеса в IRB Barcelona в сотрудничестве с группой профессора Джулиано Каллайни из Университета Сиены (Италия) опубликовала новое исследование в Current Biology, которое способствует пониманию того, как собираются реснички.

Многие клетки в нашем теле имеют небольшую структуру, которая выглядит и фактически работает как антенна, передавая клетке информацию о внеклеточной среде. Они называются ресничками. Клетки с ресничками выполняют важные функции в организме человека. Например, мониторинг потока жидкости в почке, обнаружение гормонов в мозге или чувства слуха и обоняния зависят от специализированных нейронов, снабженных хемо- или механосенсорными ресничками. Кроме того, помимо восприятия, биение ресничек поддерживает движение жидкостей во многих частях тела и критически важно для здоровья.

Ресничку можно рассматривать как длинный и тонкий вырост клеточной мембраны, содержащий микротрубочки. Микротрубочки ресничек расположены в типичной радиальной симметрии, которая консервативна в эволюции и формируется по шаблону небольшого органоида, расположенного в основании реснички, известного как базальное тельце. Большинство клеток животных содержат две структуры, похожие на базальные тельца (центриоли), но только одна из них может фактически работать как базальное тельце. В человеческих клетках это всегда центриоль, которую называют «материнской», потому что она была собрана раньше другой, называемой «дочерней» центриолью.

Одной из лабораторных модельных систем для исследования сборки ресничек является плодовая мушка Drosophila melanogaster. Статья группы Гонсалеса показывает, что у дрозофилы, как и у людей, судьба базального тельца также зарезервирована за материнской центриолью. Более того, с помощью генетических манипуляций, которые легко выполнять на мушках, им удалось заглянуть в молекулярный механизм, управляющий этим фундаментальным процессом.

Они обнаружили, что удаление специфичного для дочерней центриоли белка Центробин (CNB) позволяет дочерним центриолям служить базальными тельцами. Таким образом, нейроны с удаленным CNB имеют две реснички: стандартную, шаблон для которой создает материнская центриоль, и вторую, шаблон для которой создает дочерняя центриоль, лишенная CNB. И наоборот, материнские центриоли, сконструированные для экспрессии CNB, не могут функционировать как базальные тельца, и, следовательно, нейроны, модифицированные таким образом, не могут собирать реснички.

У людей отсутствие ресничек или их неправильная работа являются причиной длинного списка расстройств, известных как цилиопатии, которые включают полидактилию, ожирение, респираторную дисфункцию, нарушение слуха и многие другие. Фундаментальные исследования на модельных организмах, таких как плодовая мушка, помогают понять молекулярные детали сборки ресничек, прокладывая путь для прикладных исследований в этой области.