Естественная потеря мышц стопы у грызунов использует механизмы, обычно связанные с болезнью

Новое исследование, опубликованное в открытом журнале eLife, раскрывает механизмы естественной потери мышц стопы у грызунов и других видов в ходе эволюции.

Исследование показывает, что естественная потеря мышц у таких видов, как грызуны, лошади и олени, которые ремоделировали свои конечности в течение миллионов лет, имеет сходство с скелетной мышечной атрофией — состоянием, обычно считающимся патологическим ответом на травму или болезнь. Эти выводы ставят под сомнение устоявшееся представление о том, что запрограммированная гибель клеток является ключевым драйвером потери тканей в развитии.

Внутренние мышцы стопы, позволяющие некоторым животным ловко лазать, у ряда видов в ходе эволюции исчезли. Их конечности удлинились для увеличения длины шага при беге и прыжках.

"Мы хотели выяснить, что произошло за миллионы лет эволюции, чтобы удалить внутренние мышцы стопы", — говорит ведущий автор Май Тран из лаборатории Кимберли Купер в Калифорнийском университете в Сан-Диего.

Учёные изучили малого египетского тушканчика (Jaculus jaculus) — грызуна, который бегает и прыгает по пустыням на непропорционально длинных задних лапах, лишённых внутренних мышц стопы.

Ключевые открытия:

• У детёнышей тушканчика мышцы стопы развиваются, но быстро исчезают вскоре после рождения.
• Исследователи не обнаружили признаков запрограммированной гибели клеток в этих мышцах.
• Вместо этого клетки мышц стопы разбирают упорядоченные массивы белков, ответственных за сокращение, и повышают экспрессию генов, разрушающих мышечные белки — что характерно для скелетной мышечной атрофии.

"Это было неожиданное открытие, потому что мышечная атрофия считается патологическим ответом на голодание, повреждение нерва или обездвиженность", — отмечает старший автор Кимберли Купер.

Это наблюдение показывает, что биологические процессы, лежащие в основе нормального развития и болезни, более взаимосвязаны, чем считалось ранее. Изучение нетрадиционных организмов может улучшить понимание как ремоделирования в развитии, так и процессов, обычно ассоциируемых с болезнями.