Сигнальные белки эмбрионов зависят от контекста

Исследователи из Университета Райса обнаружили, что клеточная коммуникация в развивающихся эмбрионах сильно зависит от контекста. Сигнальный путь WNT и его взаимодействия оказались гораздо динамичнее, чем считалось ранее, поскольку реакция разных типов клеток на одни и те же сигналы кардинально различается.

• Роль WNT: Белок WNT, передающий сообщения через клеточную мембрану, играет ключевую роль в раннем развитии организмов, давая клеткам внешние сигналы. Эти сигналы запускают белки бета-катенина, которые влияют на экспрессию генов в ядре, направляя дифференцировку клеток.
• Новое понимание: Учёные выяснили, что путь WNT реагирует на более широкий спектр триггеров, чем было известно. Кроме того, в процессе эмбрионального развития, когда WNT влияет на формирование новых типов клеток, сами эти клетки начинают по-разному интерпретировать его сигналы.
• Методология: Используя современные инструменты редактирования генов CRISPR-Cas9, исследователи пометили бета-катенин зелёным флуоресцентным белком, чтобы визуализировать его накопление в ядре в режиме реального времени в культурах человеческих плюрипотентных стволовых клеток.
• Ключевой вывод: Сигнальная динамика — то, как клетки реагируют на сигналы WNT — в плюрипотентных клетках радикально отличается от реакции в дифференцированных клетках или в клетках, начинающих превращаться в примитивную полоску (структуру, устанавливающую двустороннюю симметрию эмбриона).
• Причина изменений: Эксперименты показали, что изменяя уровни белков активина и костного морфогенетического белка (BMP) из "суперсемейства" TGF-бета, можно менять динамику сигналинга бета-катенина. Это указывает на возможную причину меняющейся динамики пути WNT в ходе развития.
• Значение: Поскольку мутации в пути WNT часто встречаются при раковых заболеваниях, понимание его механизма имеет важное фундаментальное и потенциальное клиническое значение. Исследование приближает к созданию предсказательных моделей развития и, в перспективе, к использованию этих знаний для лечения болезней.

Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.