Алгоритмы для определения положения центриолей в клетке

Исследователи из Группы по изучению нейродегенеративных заболеваний Университета Эстремадуры изучают сигнализацию, опосредованную путем планарной клеточной полярности (PCP). Этот путь регулирует скоординированную ориентацию клеток во время органогенеза и высоко консервативен в эволюционном масштабе. Одна из его ключевых функций у позвоночных — регулирование скоординированного позиционирования центриолей/ресничных базальных телец внутри клеток.

Первоначально этот сигнальный путь был обнаружен у плодовой мушки Drosophila, однако большинство его компонентов сохранились и у человека. Нарушения в работе этого пути связаны с такими патологиями, как гидроцефалия, бесплодие и некоторые виды рака.

В рамках проекта EPICENTR, цель которого — изучение планарной поляризации центриолей в эпителиальных клетках, исследователи опубликовали первые результаты в журнале Development. Результаты касаются механизма поляризованного позиционирования центриолей у Drosophila и его связи с актином.

«Мы разработали методологию с новыми алгоритмами для анализа положения центриоли в модельной клетке. Благодаря этой технологии мы смогли обнаружить, как актиновый цитоскелет, часть клеточного каркаса, участвует в поляризованном размещении центриолей у Drosophila, как и у позвоночных. Однако известный сигнальный путь нижестоящий от PCP, который контролирует актиновый цитоскелет, не влияет на позиционирование центриолей у Drosophila», — объясняет ведущий исследователь Хосе Мария Карвахаль.

Факторы, зависящие от PCP, которые влияют на положение центриоли у человека и позвоночных, не обнаружены у Drosophila. Следовательно, у Drosophila существуют еще не открытые белки, влияющие на актин и положение центриолей.

«Преимущество в том, что в этом исследовании мы предоставляем технологию для анализа изображений. Мы применили новые алгоритмы для анализа того, где находятся центриоли в эпителиальных клетках, используя систему визуализации. Это позволило создать модель, которая дает нам возможность извлечь разнообразие возможных позиций центриоли внутри клетки», — говорит Карвахаль.

Сейчас исследователи изучают другой механизм клеточной полярности в человеческих клетках, перенося биологическую модель с Drosophila на позвоночных. Они опишут его влияние на дыхательную систему при так называемых цилиопатиях — заболеваниях, возникающих из-за неправильного функционирования ресничек внутри клетки.