Взаимодействие генов SOX5 и SOX10 раскрывает механизмы эволюции новых типов клеток
Учёные из Университета Бата (Великобритания) совместно с японскими коллегами исследовали, как взаимодействуют гены семейства SOX в процессе развития клеток у рыбок данио-рерио (zebrafish) и медаки (medaka). Это взаимодействие оказалось контекст-зависимым и различается между видами, что даёт ключ к пониманию того, как в ходе эволюции могут возникать новые типы клеток.
Ключевые гены и их роль
- Гены SOX (около 20) кодируют SOX-факторы транскрипции — белки, которые регулируют активность других генов. Они играют ключевую роль в развитии клеток мозга, стволовых и других специализированных клеток у всех животных.
- SOX10 давно ассоциирован с заболеваниями, при которых нарушается образование меланоцитов и нейронов (синдром Ваарденбурга, болезнь Гиршпрунга).
Исследование пигментных клеток
Учёные сосредоточились на развитии пигментных клеток:
- Данио-рерио имеют три типа: меланоциты, иридофоры и ксантофоры.
- Медака обладает теми же тремя типами плюс дополнительным — лейкофорами.
Исследовали взаимодействие белков SOX10 и SOX5.
Результаты: сходства и различия
- Общее: Белок SOX10 необходим для развития трёх общих типов пигментных клеток у обоих видов.
- Данио-рерио: SOX5 слегка подавляет (downregulated) действие SOX10 при формировании всех трёх типов клеток.
- Медака: Взаимодействие сложнее и зависит от типа
клетки:
- Для меланоцитов и иридофоров SOX5 также подавляет SOX10.
- Для ксантофоров и лейкофоров SOX5 и SOX10 действуют совместно, но противоположным образом: они подавляют образование лейкофоров и способствуют развитию ксантофоров.
Эволюционные выводы
Профессор Роберт Келш отметил, что взаимодействие одних и тех же белков меняется в зависимости от контекста. Учёные предполагают, что это связано с эволюцией нового типа клеток — рефлекторного лейкофора — у медаки. Ранее было показано, что лейкофор можно рассматривать как генетически модифицированный ксантофор. Изменение взаимоотношений SOX5 и SOX10 в процессе формирования ксантофора могло быть ключевым для этой эволюционной модификации.
Исследование опубликовано в журнале PLOS Genetics.
