Коллаген IV — ключевая молекула в эволюции животных и развитии болезней
Фундаментом для возникновения царства животных стал коллагеновый каркас, позволивший клеткам организовываться в ткани.
Это ключевое новшество, сделавшее возможным всё богатое разнообразие жизни на Земле, обнаружено у самых древних из ныне живущих животных — гребневиков. Об этом учёные из Медицинского центра Университета Вандербильта сообщают в журнале eLife.
Гребневики — морские беспозвоночные с прозрачными, похожими на шары телами, преломляющими свет в радужные цвета.
У них есть одна общая черта со всеми животными — похожие на верёвки молекулы коллагена IV, которые собираются вне клетки в каркасы. Эти «умные» каркасы — фундаментальная архитектурная единица базальной мембраны, которая соединяет клетки, придаёт прочность тканям и передаёт информацию, влияющую на поведение клеток.
Понимание того, как каркасы из коллагена IV связали переход от одноклеточной к многоклеточной животной жизни, проливает свет на такие разные болезни, как почечная недостаточность и рак, — говорит старший автор Билли Хадсон, доктор философии.
«Фундаментальные принципы развития тканей присутствуют у древних животных. Их можно изучать очень простым способом. Это закладывает основу для более глубокого понимания биологии тканей и причин множества болезней».
Поиск эволюционного начала коллагеновых каркасов IV типа начался в лаборатории Хадсона в 2009 году с участием школьников и студентов. Команда проанализировала ткани существ, начиная с губок и гребневиков.
«Мы обнаружили, что среди всех коллагенов, из которых состоит тело человека, именно коллаген IV был ключевым новшеством, позволившим одноклеточным организмам эволюционировать в многоклеточных животных», — говорит первый автор Аарон Фидлер, аспирант.
Фидлер описал коллаген IV как молекулярный «клей», который в конечном итоге позволил формироваться тканям и органам.
«Наши выводы ставят вопросы о том, как коллаген IV склеивает клетки и как информация хранится в этих верёвкообразных каркасах, чтобы влиять на поведение клеток. Эта информация — основа для понимания дефектов при болезнях и разработки новых методов лечения», — говорит Хадсон.