Контакт, соединение и слияние: Ультраструктурный взгляд на процесс образования мышц

Исследователи из группы Виджайрагхавана в Национальном центре биологических наук (NCBS) в сотрудничестве с учёными из Института науки Вейцмана (Израиль) выяснили механистическую основу слияния миобластов с мышечными волокнами.

• Модель: Исследование сосредоточено на событиях слияния миобластов у Drosophila (плодовой мушки) во время формирования летательных мышц. Эти мышцы служат привлекательной моделью, так как их развитие и организация волокон напоминают ключевые аспекты скелетного миогенеза позвоночных.
• Метод: Для изучения процесса с высоким разрешением были созданы изображения электронного микроскопа (EM), что позволило реконструировать этапы динамического процесса слияния миобластов.
• Результаты: Работа описывает серию дискретных этапов слияния отдельных клеток-миобластов с мышечными клетками (миотубами):
  1. Аппозиция: Миобласты связываются с поверхностью существующего миотуба с помощью белков клеточной адгезии.
  2. Уплощение: Мембрана миобласта уплощается, чтобы увеличить площадь контакта с миотубулом. Этот этап требует элементов клеточного цитоскелета.
  3. Плотная аппозиция: Мембраны миобласта и миотуба сближаются на минимальное расстояние.
  4. Образование пор: В областях плотного контакта формируются множественные «зарождающиеся участки пор», где мембраны сливаются, образуя поры слияния.
  5. Расширение и интеграция: Поры слияния расширяются до полного включения миобласта в растущий миотуб.

Исследование, опубликованное в октябрьском выпуске Journal of Cell Biology, показывает, что весь процесс требует коммуникации между трансмембранными элементами и актиновым цитоскелетом.

Значение: Учёные полагают, что раскрытые клеточные и молекулярные механизмы высококонсервативны и применимы к системам позвоночных, включая человека. Это исследование может дать ключевое понимание процессов развития и регенерации мышц.