Механика тканей важна для движения клеток

Клетки, формирующие черты лица, нуждаются в уплотнении окружающих эмбриональных тканей, чтобы двигаться и развиваться, согласно новому исследованию под руководством UCL.

Это открытие важно для понимания причин лицевых дефектов, которые составляют треть всех врожденных дефектов в мире (3,2 миллиона ежегодно) и являются основной причиной младенческой смертности.

Впервые было показано, что механические свойства среды, окружающей эмбриональные клетки, а не гены или молекулы, имеют решающее значение для движения и развития клеток.

Исследователи полагают, что аналогичный механизм, вероятно, используют другие клетки, участвующие в распространении рака и заживлении ран.

В исследовании, опубликованном в Nature, ученые из UCL и Кембриджского университета изучили важность механических сигналов в коллективной миграции клеток нервного гребня (neural crest cells) в эмбрионах лягушек.

Лягушки были выбраны в качестве модельного организма, потому что их клетки нервного гребня ведут себя аналогично человеческим, а их движение часто используется для изучения распространения рака. Кроме того, развитие эмбрионов лягушек можно изучать, не причиняя вреда, что неверно для других модельных животных.

Команда измерила жесткость эмбриональной ткани на различных стадиях развития с помощью зонда. Они обнаружили, что в процессе развития ткань, удерживающая клетки нервного гребня, становится жестче и плотнее из-за клеток, что запускает их скоординированное движение.

Ученые изменили жесткость тканей эмбриона с помощью актина и миозина — тех же молекул, что используются для мышечного сокращения, — и определили уровень жесткости, при котором клетки нервного гребня мигрируют. Это было воспроизведено на синтетических поверхностях той же жесткости в лаборатории.

Исследователи обнаружили новую связь между двумя ранее не связанными процессами — утолщением/уплотнением тканей и движением клеток. Это открытие подчеркивает важность механики тканей и молекул в координации эмбрионального развития.