Новый сигнальный путь, участвующий в росте конечностей, обнаружен у мух
Многие секреты жизни, такие как конечный размер и форма, были раскрыты в исследованиях, проводимых более века на животных моделях, таких как плодовая мушка Drosophila melanogaster. Исследователи из IRB Barcelona под руководством профессора ICREA Марко Милана обнаружили новый сигнал, участвующий в спецификации и росте крыльев мух.
В статье в Nature Communications учёные приходят к выводу, что сигнальный путь JAK/STAT, известный своей тесной связью с воспалительными процессами и ростом опухолей, определяет, где, когда и как развивается крыло у Drosophila. Аспирант Карлес Рекасенс, который будет защищать диссертацию с результатами этого исследования в январе, обнаружил, что «JAK/STAT появляется в ключевые моменты развития придатка и что он взаимодействует с Wingless/Wnt, Dpp/BMP и Hedgehog в спецификации и росте крыла». Эти открытия прокладывают путь к изучению участия JAK/STAT в развитии человека и его возможных последствий для врождённых заболеваний, связанных с пороками развития конечностей.
«Учитывая сходство молекул и механизмов, участвующих в развитии конечностей у позвоночных и беспозвоночных, муха является очень полезной генетической моделью для выявления новых генов, потенциально участвующих в развитии конечностей у позвоночных, и их возможной связи с врождёнными заболеваниями», — говорит Ана Феррейра, участвовавшая в исследовании. Марко Милан, руководитель лаборатории контроля развития и роста, добавляет: «Паттерны, определяющие то, как построены мухи и люди, очень похожи, и основные молекулярные механизмы сохранялись на протяжении всей эволюции. Мы разделяем много базовой биологии и всё чаще обнаруживаем, что то, что происходит у мух, происходит и у людей».
Эта работа определила три конкретные функции JAK/STAT в развитии мухи:
- Он взаимодействует с Wingless (Wnt у людей), чтобы определить, где будет развиваться крыло.
- Он помогает клеткам, продуцирующим Hedgehog (Sonic hedgehog у людей), выживать и пролиферировать, чтобы индуцировать экспрессию Dpp (BMP у людей) — молекулы, которая организует паттернинг и рост всего крыла.
- Он ограничивает действие Dpp, чтобы крыло росло в нужном месте.
Таким образом, JAK/STAT контролирует три основных клеточных сигнала, ответственных за спецификацию и рост конечностей как у позвоночных, так и у беспозвоночных.