Ученые определили ключевые факторы формирования конечностей
Ученые из Национального центра кардиоваскулярных исследований (CNIC) совместно с исследователями из Института клинических исследований Монреаля (IRCM) в Канаде определили, что транскрипционные факторы Meis являются ключевыми биомолекулами для формирования и передне-заднего паттернирования конечностей в процессе эмбрионального развития.
В исследовании, опубликованном в Nature Communications, команда провела углубленную характеристику семейства транскрипционных факторов Meis. Генетическая делеция всех четырех членов семейства показала, что эти белки необходимы для формирования конечностей. «Эмбрион, развивающийся в отсутствие Meis, не отращивает конечностей», — заявил координатор исследования Мигель Торрес.
Конечности, как объяснила первый автор Ирене Дельгадо, «начинают формироваться как выступы на боку эмбриона, называемые зачатками конечностей (limb buds)».
В новом исследовании молекулярная характеристика развивающихся эмбрионов мыши показала, что факторы Meis запускают сигнальный каскад, необходимый для развития зачатка конечности, с участием Fgf10 и Lef1. «Факторы Meis необходимы для индукции экспрессии Fgf10 и Lef1».
«Белки Meis вместе с другими факторами, такими как Hox и Tbx, связываются с регуляторными последовательностями ДНК генов Fgf10 и Lef1 и регулируют их экспрессию», — пояснила Ирене Дельгадо.
Эмбрион, лишенный генов Meis, не способен отрастить конечности, но наличие всего одного из этих четырех генов (одного аллеля) «достаточно для инициации развития конечности, а также раскрывает другие функции Meis, такие как его важность для формирования проксимальных структур конечности (таза и бедренной кости) и для передне-заднего паттернирования», — сказал Мигель Торрес.
Тем не менее, таз и бедренная кость у эмбрионов с одним аллелем Meis меньше, чем у нормального эмбриона. Более того, добавила Дельгадо, «у этих эмбрионов есть дефекты или полностью отсутствуют задние скелетные элементы, такие как малоберцовая кость и задние пальцы».
Авторы также продемонстрировали, что молекулярной основой этих дефектов является нарушение инициации экспрессии гена Sonic Hedgehog, который необходим для передне-заднего паттернирования конечности.