Как растет крыло? Путешествие по пути белков
Исследователи из Базельского университета, изучая развитие крыла у плодовой мушки Drosophila melanogaster, бросили вызов устоявшейся модели. Они показали, что распространение морфогена Dpp в ткани играет гораздо меньшую роль в контроле роста органа, чем считалось ранее.
Морфогены: распространение не так важно
Морфоген Dpp формирует градиент концентрации в ткани. Ранее предполагалось, что именно этот градиент, включая низкие концентрации Dpp на периферии крыла, критически важен для контроля роста и деления клеток.
Однако команда профессора Маркуса Аффольтера обнаружила, что блокировка распространения Dpp в периферические области почти не влияет на конечный размер крыла. Крыло достигало почти нормальной величины. Об этом ученые сообщают в журнале Nature Communications.
Ключевым оказался не градиент, а сама передача сигнала. Когда исследователи ингибировали и распространение, и передачу сигнала Dpp, крыло оставалось маленьким, как у мутантов по гену dpp.
"Это открытие было неожиданным. Распространение Dpp в периферические области крыла не является определяющим фактором для роста. Более важным, судя по всему, является та информация, которую Dpp передает из центра в периферию без собственного распространения", — говорит Маркус Аффольтер.
Новый метод: белки вместо генов
Исследователи применили инновационный подход, работая напрямую с белками в живом организме, а не только на генетическом уровне.
"Мы не остаемся на уровне генетической информации, а имеем дело непосредственно с исполнительными компонентами — белками", — объясняет Синья Мацуда, первый автор исследования.
Ученые использовали небольшие белковые каркасы в качестве синтетических рецепторов, чтобы захватывать белки в живом организме и искусственно контролировать их распространение и передачу сигналов в ткани.
Успех этого метода — достижение для всей области биологии развития. Он открывает новые возможности для изучения развития органов у сложных организмов и позволяет перепроверять существующие научные парадигмы.