Судьба эмбриональной клетки определяется скоростью сигнала
Новое исследование Университета Рокфеллера показывает, что на судьбу клетки эмбриона влияет не только концентрация химического сигнала, но и скорость, с которой она его получает.
Ключевые выводы:
- Медленно нарастающий сигнал, даже будучи мощным, не вызывает ответа в клетках-реципиентах.
- Пульсирующий сигнал (включение-выключение) оказывает более сильный эффект, чем постоянный.
- Это явление исследователи назвали "speed fating" (судьбоопределение скоростью).
Контекст и методология:
- Традиционная модель (модель "французского флага" Льюиса Вольперта) предполагала, что судьба клетки зависит только от концентрации сигнала.
- Ранее та же команда показала, что клетки демонстрируют адаптивный ответ на сигналы пути TGF-β: реакция достигает пика и снижается, даже если сигнал остаётся постоянным.
- В новом эксперименте использовались мышиные клетки-предшественники (потомки стволовых клеток) и система микрофлюидных устройств для точного контроля над временными параметрами сигнала TGF-β.
Результаты экспериментов:
- Постоянный сигнал: вызывал не постоянный, а снижающийся ответ клеток.
- Короткие импульсы сигнала: давали более сильный ответ, чем один непрерывный сигнал.
- Медленно нарастающий сигнал: чем медленнее увеличивалась концентрация (от 5 до 40 часов), тем слабее был ответ. При 40-часовом нарастании клетки почти не реагировали.
Значение:
Исследование предлагает новое понимание классической модели: клетки определяют свою судьбу и положение в эмбрионе, учитывая не только уровень, но и скорость поступления сигнала, благодаря адаптивному клеточному ответу.
Работа будет опубликована в августе в журнале Developmental Cell.