«Если мы хотим лучше понять и лечить заболевания, связанные с развитием ресничек, нам необходимо определить важные регуляторы роста ресничек и узнать, как эти регуляторы функционируют», — сказал соавтор исследования Аймин Лю, доцент кафедры биологии Университета Пенсильвании. "Эта работа дает нам существенное представление об одном из самых ранних этапов формирования ресничек."
Исследователи описывают свои выводы в статье, которая будет опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences в течение недели с 27 января 2014 года. Помимо Лю, авторами являются клеточные биологи из Пенсильванского университета Сюань Е, Хуэйцин Цзэн и Ган Нин, а также Джереми Ф. Рейтер, биофизик из Калифорнийского университета в Сан-Франциско.
Реснички, которые присутствуют на поверхности почти всех клеток млекопитающих, отвечают за отправку, получение и обработку информации в организме. «Вы можете думать о ресничках как об антеннах клеток», — сказал Лю. "Без ресничек клетки не могут чувствовать, что происходит вокруг них, и они не могут общаться.«Реснички также выполняют важные фильтрующие и очищающие функции. Например, реснички внутри трахеи или дыхательного горла задерживают и предотвращают попадание бактерий в легкие.
В предыдущем исследовании Лю и его коллеги узнали, что белок под названием C2cd3 важен для образования ресничек, потому что у мышей, у которых отсутствовал этот белок, наблюдались серьезные проблемы развития, обычно связанные с отсутствием ресничек. «В то время мы знали только, что если мы избавимся от белка, в клетках животного не будут расти реснички», — сказал Лю. "Мы не понимали почему, но теперь понимаем."
Ресничка вырастает из центриоли, структуры, которая цепляется за внутреннюю поверхность клетки и служит якорем для реснички.
Прежде чем клетка сможет вырастить ресничку, ей необходимо собрать набор придатков на одном конце центриоли. Эти отростки могут затем соединять центриоль с поверхностью клетки, обеспечивая рост реснички. Однако то, как собраны эти придатки, оставалось загадкой более четырех десятилетий с момента их открытия в 1962 году.
Лю и его коллеги обнаружили, что придатки не собираются в конце центриоли, когда белок C2cd3 отсутствует. В результате центриоль не связана с клеточной мембраной и не может привлекать другие белки для дальнейшего роста ресничек. «Итак, наш белок необходим на самом первом этапе сборки реснички», — объяснил Лю. "Без этих придатков рост реснички невозможен."
Исследователи надеются, что их открытие приведет к более глубокому пониманию процесса развития ресничек и, в конечном итоге, к лечению широкого спектра проблем со здоровьем, которые подпадают под ярлык цилиопатии. «Цилиопатия — это научный термин, который охватывает множество заболеваний», — сказал Лю. Отсутствие ресничек не только способствует развитию кистозных заболеваний почек и печени, но и может привести к слепоте или глухоте, поскольку реснички сетчатки служат рецепторами, которые обрабатывают световую стимуляцию, а реснички внутри уха необходимы нейронам, которые переводят звуковые волны в нервную систему. сигналы.