МикроРНК могут перемещаться между клетками
МикроРНК могут перемещаться между клетками и играть роль в их коммуникации. Это открытие сделали исследователи растений из Уппсальского университета вместе с коллегами из Финляндии и США, изучая механизмы, контролирующие развитие корней растений. Исследование опубликовано в веб-версии журнала Nature.
МикроРНК важны для регуляции генов, например, во время различных процессов развития у животных и растений. Ранее учёные предполагали, что микроРНК активны только в тех клетках, где они произведены, но новые данные показывают, что они могут функционировать в передаче позиционной информации между клетками. Исследование — результат сотрудничества четырёх команд из Уппсальского университета, Университета Хельсинки, Университета Дьюка и Института Бойса Томпсона.
«Мы смогли увидеть, как один слой клеток в корне растения посылает сигнал другому слою, который, в свою очередь, отвечает. Один из этих сигналов состоит из микроРНК, перемещающейся между клетками», — объясняет Аннели Карлсбекер, доцент кафедры физиологической ботаники Центра эволюционной биологии в Уппсале и один из основных авторов исследования.
Описанный процесс происходит во время формирования водопроводящих сосудов (ксилемы) и слоя клеток, образующих изолирующую оболочку вокруг проводящих тканей, что позволяет растению контролировать поглощение воды и минералов. Исследование показывает, что микроРНК движутся в одном направлении между слоями клеток, а регуляторный белок — в противоположном. Таким образом клетки сообщают о своих относительных позициях и обеспечивают правильную идентичность клеток.
Эволюция жёстких водопроводящих клеток (ксилемы) и изолирующей оболочки вокруг них стала важной вехой в адаптации растений к наземному образу жизни. Это позволило перейти от необходимости расти в непосредственной близости от воды (как мхи) к более продвинутым формам. С водопроводящей системой растения могли выживать в более сухом климате и достигать значительных размеров, так как вода теперь могла транспортироваться во все части растения.
«И микроРНК, и регуляторные белки, которые мы изучали, эволюционно консервативны, что подразумевает, что этот тип коммуникации между клетками мог развиться очень рано в эволюции растений», — говорит Аннели Карлсбекер.
Механизмы перемещения микроРНК между клетками пока не ясны, но вероятно, что их роль заключается в корректировке и тонкой настройке уровней экспрессии контролируемых ими факторов. Перемещаясь из внешнего слоя клеток во внутренние проводящие ткани, микроРНК контролируют уровни факторов, определяющих идентичность клеток ксилемы. Таким образом, клетки ксилемы в периферических и центральных частях корня приобретают разную идентичность.
«Такой способ стабилизации границ между клетками в целом важен в процессах развития как у растений, так и у животных. Возможно, даже вероятно, что микроРНК могут вести себя аналогичным образом и в других процессах развития», — говорит Аннели Карлсбекер.