Механические силы в развитии эмбриона

Исследование, опубликованное в Nature Communications, связывает ключевые движения гаструляции — формирования трёх зародышевых листков (мезодермы, эктодермы и эндодермы) — с конкретными молекулярными агентами.

• Без функционирующего цитоскелета клетки не могут осуществить крупномасштабные движения, необходимые для гаструляции. При его нарушении инволюция (впячивание) так называемых кольцевых клеток блокируется, и не активируется экспрессия мезодермального маркерного гена ntl.
• Учёные инжектировали в эти клетки микроскопические магниты и с помощью внешних магнитов механически потянули их, запустив гаструляцию. Это привело к продолжению нормального развития и экспрессии мезодермальных генов.
• Эксперименты на zebrafish (данио-рерио) и drosophila (дрозофиле) выявили консервативный путь с участием белка клеточной адгезии B-катенина. Исследователи полагают, что этот белок с двойной функцией действует как механосенсор, реагирующий на силы, возникающие при гаструляции. При фосфорилировании B-катенин мигрирует с мембраны в ядро, где регулирует транскрипцию генов.
• Для косвенного измерения сил в тканях используются новые методы: инжекция капель фторуглеродного масла с флуоресцентным покрытием. Деформация этих капель, не смешивающихся с липидами мембран, указывает на растягивающие или сжимающие силы в окружающей ткани.

Авторы считают фосфорилирование B-катенина критически важным механизмом, который может быть эволюционно древним (возраст ~570 млн лет). Такие методы, как микро-магнитные «тракторы» и флуоресцентные липосомы, помогают раскрывать секреты скрытых сил, управляющих развитием.