Расшифровка механизма, определяющего размер и форму органов

Исследование Лаборатории контроля развития и роста IRB Barcelona под руководством исследователя ICREA Марко Милана показывает, как морфогены Dpp и Wg регулируют пропорции и паттернирование крыла мухи через независимые механизмы. Учитывая, что эти морфогены присутствуют у позвоночных, результаты важны для понимания развития и роста конечностей человека. «Описанный нами регуляторный механизм может открыть новые направления исследований мальформаций и врождённых заболеваний у людей», — говорит Марко Милан.

Размер не определяется градиентами

Морфогены распределены в тканях в виде градиента концентрации, сообщая клеткам об их «местоположении» и давая инструкции по развитию. Ранее считалось, что эти морфогены также ответственны за рост тканей. Однако исследование показывает, что сам градиент не является обязательным для стимуляции роста. В предыдущей работе 2017 года, опубликованной в eLife, эта же группа предположила, что рост крыла не зависит от градиента Dpp. Новые результаты, опубликованные в Developmental Cell, «подтверждают, что присутствие Wg необходимо на протяжении всего развития, но, как и в случае с Dpp, его распределение в виде градиента не является обязательным требованием», — поясняет Лара Баррио, первый автор исследования.

Морфогены стимулируют направленный рост

Два исследуемых морфогена, Dpp и Wg, стимулируют рост крыла мухи, но через два независимых и не взаимозаменяемых пути. Dpp стимулирует рост исключительно вдоль передне-задней оси, а Wg способствует пролиферативной активности вдоль проксимально-дистальной оси. Работа Баррио и Милана демонстрирует, что способность этих морфогенов стимулировать рост в двух разных направлениях обусловлена их ограниченной экспрессией в двух перпендикулярных полосах и необходимостью присутствия обоих для роста ткани. Эти результаты раскрывают механизм, с помощью которого активность морфогенов регулирует пропорции органов.

Исследование финансировалось Министерством науки и инноваций, премией Severo Ochoa Centres of Excellence, программой «A way to build Europe» при поддержке Европейского фонда регионального развития (ERDF) и программой CERCA правительства Каталонии.