Мясо, мышцы и механизм слияния клеток

В ходе исследований по восстановлению мышечной ткани профессор Эльдад Цахор из Института Вейцмана увидел в микроскоп нечто, напоминающее стейк. Постдок Тамар Эйглер экспериментировала с культивируемыми мышечными стволовыми клетками (миобластами), и они начали сливаться в крошечные волокна, которые за часы утолщались, образуя крупные мышечные волокна, похожие на цельный кусок мяса.

Чтобы раскрыть молекулярную цепь событий, стоящую за этим быстрым превращением, Цахор и Эйглер объединились с доктором Ори Авиноамом, изучающим слияние клеток. Исследование, опубликованное в Developmental Cell, показало:

• Путь активации: Процесс начинается с воздействия на миобласты малой молекулы, блокирующей фермент ERK. Это запускает дифференцировку и слияние клеток в мелкие волокна и активирует другой фермент — CaMKII, который, в свою очередь, вызывает массовое слияние и рост миобластов.
• Значение для регенерации: «Без слияния нет регенерации», — подчёркивает Эйглер. Эксперименты на генетически модифицированных мышах, лишённых CaMKII, показали, что они медленнее восстанавливали повреждённые мышцы.
• Двухэтапный процесс: Наблюдения подтвердили, что слияние у позвоночных, как и у плодовых мух, происходит в две стадии:
  1. Первичная: одиночные миобласты сливаются, образуя миотубы с 2-3 ядрами.
  2. Вторичная: процесс резко ускоряется. Остальные миобласты массово сливаются с уже образованными миотубами, создавая мышечные волокна с десятками или сотнями ядер. Большая часть слияния происходит именно на этой стадии, которая начинается через 12-16 часов после блокировки ERK.
• Универсальность и применение: Путь ERK–CaMKII управляет слиянием миобластов у нескольких видов сельскохозяйственных животных (курицы, коровы, овцы). Это открытие может ускорить и удешевить производство культивируемого мяса. На основе технологии уже создан стартап ProFuse Technology.

Исследование опирается на культуры миобластов, разработанные в 1960-х годах профессором Института Вейцмана Давидом Яффе, и может значительно продвинуть изучение роста и регенерации мышц.