Жирные кислоты критически важны для эмбрионального развития
Один из классических вопросов в биологии развития — как различные типы тканей возникают в правильном положении развивающегося эмбриона. Хотя один сигнальный путь, контролирующий этот процесс, хорошо описан, неожиданные открытия команды под руководством Стивена Фарбера из Института Карнеги выявили важность метаболизма полиненасыщенных жирных кислот в этом процессе. Работа опубликована онлайн 12 декабря в Developmental Cell.
Жирные кислоты служат источниками энергии, строительным материалом клеточных мембран и сигналами для передачи сообщений между клетками. Для активации свободных жирных кислот, чтобы они стали полезны для клеточных процессов, необходимы ферменты. Ферменты, выполняющие эту функцию, называются ацил-КоА синтетазами, часто сокращённо ACS.
Один из членов семейства ACS, ACSL4, активирует особые жирные кислоты — полиненасыщенные жирные кислоты. Мутации в ACSL4 связаны с нарушениями развития у человека, включая тип умственной отсталости, сцепленный с X-хромосомой. Было показано, что ферменты ACSL4 млекопитающих и плодовой мушки играют роль в развитии мозга и выживании эмбриона. Однако исследование роли ACSL4 млекопитающих в эмбриональном развитии осложнялось материнской доставкой полиненасыщенных жирных кислот развивающемуся эмбриону, а также необходимостью этих кислот для имплантации эмбриона и развития матки.
Фарбер и его команда, включая ведущего автора Розу Миярес, в сотрудничестве с лабораторией Хаммершмидта из Кёльнского университета (Германия) использовали внешне развивающегося zebrafish (данио-рерио), чтобы понять, что делает ACSL4 во время эмбриогенеза. Миярес и её команда продемонстрировали, что ACSL4 необходим для того, чтобы эмбрионы развивались с правильной организацией тканей. Они показывают, что ферментативная активность ACSL4 регулирует специфический белок в Bmp сигнальном пути, который необходим для правильной организации эмбриона.
«Мы давно знаем, что полиненасыщенные жирные кислоты важны для пренатального здоровья; в США эти жирные кислоты широко включены в пренатальные витамины. Связывая метаболизм полиненасыщенных жирных кислот с фундаментальным сигнальным путем в раннем эмбрионе, наше исследование даёт ключ к пониманию, почему они так критичны. Эти результаты закладывают основу для дальнейших исследований метаболизма полиненасыщенных жирных кислот и его различных ролей в развитии и болезнях», — сказал Фарбер.