Расшифрован язык клеточной коммуникации
Ученые из Калифорнийского технологического института (Caltech) обнаружили молекулярный код, который клетки используют для общения друг с другом. Этот «язык», вероятно, является общим для многих типов клеточной коммуникации и важен для разработки будущих терапий.
Исследование лаборатории Майкла Эловица, профессора биологии и биоинженерии, опубликовано в журнале Cell.
Клетки выделяют молекулы-лиганды, чтобы отправлять сообщения соседям (например, команду дифференцироваться или пролиферировать). Лиганды связываются с рецепторами на поверхности других клеток, которые интерпретируют сообщение.
Ученые изучили основной путь коммуникации — путь костного морфогенетического белка (BMP), который работает почти во всех тканях и является мишенью для терапии рака. В этой системе множество разных лигандов и рецепторов взаимодействуют друг с другом «беспорядочно» (promiscuously), что казалось нелогичным.
Ключевые открытия:
Кодирование комбинациями: Клетки декодируют информацию не из отдельных лигандов, а из их комбинаций. Разные комбинации лигандов кодируют разные инструкции для клетки.
- Пример: Два лиганда по отдельности сильно активировали клетки, но их смесь не вызывала никакого ответа.
Разная интерпретация: Разные типы клеток могут извлекать разную информацию из одних и тех же комбинаций лигандов, выполняя различные «вычисления».
- Одна клетка может складывать концентрации двух лигандов, чтобы получить одно сообщение.
- Другая — измерять соотношение тех же лигандов, чтобы декодировать другое сообщение (например, инструкцию пролиферировать или дифференцироваться).
Причина избирательности: Эта способность кодировать несколько сообщений возникает потому, что разные типы клеток экспрессируют на своей поверхности разные комбинации рецепторов. Это позволяет адресовать сообщения конкретным типам клеток, подобно тому, как в шумной комнате можно позвать человека по имени.
Значение: Понимание этих принципов клеточной коммуникации закладывает основу для создания биологических препаратов, которые могли бы точно нацеливаться на опухоли или конкретные типы клеток, не затрагивая другие.