Как клетки строят разные антенны для восприятия окружающей среды

Клетки общаются друг с другом и с окружающей средой с помощью крошечных антенн, называемых ресничками (цилиями), которые испускают и принимают сигналы, включая звуковую, обонятельную и световую информацию. Некоторые из этих антенн также могут двигаться, и их нарушения связаны с рядом заболеваний, ведущих к бесплодию, потере зрения, ожирению и другим симптомам. Интересно, что у одних пациентов могут быть все эти симптомы, а у других — только один тип дефекта. До сих пор было плохо понятно, как клетки могут создавать антенны с такими разными функциями. Команда из Института науки Гульбенкяна обнаружила, что основы этих антенн разнообразны, что способствует сборке антенн с различными функциями.

Исследование, опубликованное в Nature Cell Biology, поможет врачам лучше понять заболевания, связанные с антеннами, — цилиопатии.

Учёные выяснили, что хотя клетки используют многие из одних и тех же строительных материалов при закладке основ для своих антенн, они очень креативны: используют их в разных пропорциях и в разных местах, на разных этапах строительства, создавая таким образом структурно различные функции. «Интересное следствие нашего открытия заключается в том, что оно может объяснить загадку, связанную с генетическими заболеваниями, ассоциированными с ресничками. Эти болезни обычно поражают только некоторые антенны, а не все. Вы можете быть слепыми, не будучи бесплодными. Вы можете быть бесплодными, не страдая ожирением. Наше наблюдение, что многие компоненты, важные для построения основ ресничек, присутствуют в разных пропорциях и в разные моменты в пространстве и времени, только в некоторых тканях, а не в других, объясняет, как их мутации, возникающие при генетических заболеваниях, будут проявляться лишь некоторыми симптомами, решая эту загадку», — сказала Моника Беттенкур-Диаш, координатор исследования.

Исследователи использовали высокоразрешающие методы визуализации, такие как электронная томография и микроскопия сверхвысокого разрешения, чтобы рассмотреть антенны, которые в 100 раз меньше диаметра волоса, и таким образом раскрыть их разнообразие в структуре и компонентах. «Поскольку все основы ресничек начинаются со сходной структуры, мы были удивлены, увидев, что в итоге они становятся настолько разнообразными в разных клетках одного организма», — сказал Свадхин Ч. Джана, исследователь, руководивший работой.