Как белки управляют стадиями роста у C. elegans: открытие внутреннего хронометра
15 июня, 16:05. Исследовательская группа обнаружила, что развитие червя C. elegans контролируется особым молекулярным хронометром. Он собран из двух белков — MYRF-1 и LIN-42, которые взаимодействуют по принципу обратной связи. Именно этот тандем задаёт ритм и длительность всплесков генной активности на каждом этапе взросления. Для науки это первый задокументированный случай, когда «часы» отсчитывают строго ограниченную последовательность событий, а не работают бесконечно.
За что отвечают MYRF-1 и LIN-42
Ранее в той же лаборатории уже установили, что развитие C. elegans идёт волнообразно — серией импульсов активности генов. Нынешняя работа объясняет, как именно эти импульсы согласуются друг с другом. Два белка, MYRF-1 и LIN-42, образуют петлю обратной связи, которая действует как главный регулятор развития. По словам Кристофера Хаммела,
«это центральные часы для всех клеток червя».
Согласно данным исследования, белок MYRF-1 выполняет сразу две ключевые функции:
- запускает каждую новую волну генной активности;
- служит контрольной точкой, подтверждающей завершение очередного этапа.
Как только импульс стартует, MYRF-1 активирует LIN-42, который, в свою очередь, регулирует силу и продолжительность этого импульса.
«MYRF-1 — часть главного регуляторного хронометра для всех клеток, но при этом он же выступает мастер-ключом для каждой стадии роста»— подчеркнул Хаммел.
Когда учёные блокировали MYRF-1, развитие червя полностью останавливалось. Сейчас команда, к которой присоединился директор по исследованиям CSHL Лимор Джошуа-Тор, выясняет, как именно MYRF-1 и LIN-42 физически контактируют друг с другом, а также общаются ли между собой отдельные клеточные «часы». Хаммел отметил:
«При нормальном развитии кажется, что все эти независимые клеточные хронометры синхронизированы. Но общаются ли они напрямую? Раньше мы всерьёз не задавались этим вопросом».
Открытие проливает свет на то, как организмы управляют последовательностью стадий роста, и может углубить понимание регуляции генов. Изучение аналогичных биологических часов у других видов способно дать новые подсказки об эволюции клеточных процессов. Дальнейшие эксперименты помогут разобраться, как клеточные механизмы координируются в сложных системах развития.