Биологи приблизились к пониманию «языка» клеток

Команда исследователей Калифорнийского технологического университета (США) раскрыла молекулярный код, который клетки используют для коммуникаций между собой. Похоже, что этот «язык» одинаков для многих типов межклеточных коммуникаций.

Как человек использует звуки и слова для передачи сообщений, так и клетки с помощью молекул, называемых лигандами, передают друг дружке информацию, например — инструкции роста или размножения. Лиганды соединяются с рецепторами на поверхности других клеток, которые интерпретируют сообщения и запускают серии химических реакций, чтобы донести их до нужных молекул внутри клетки.

Авторы исследовали главный коммуникационный канал в костном морфогенетическом белке (КМБ), который присутствует в большинстве тканей и является целью при лечении рака. Оказалось, что система передачи сообщений не совсем обычная.

«Можно подумать, что каждый тип лиганд будет парой только к одному рецептору, но это не так,» — говорит Майкл Эловиц, профессор биологии и биоинженерии. — «Вместо этого, все лиганды взаимодействуют хаотически со всеми рецепторами. Это похоже на хаос, и полностью отличается от того, как люди выстраивают коммуникативные системы, разделяя информационные каналы. Тут мы задумались, почему клетки общаются именно так».

Чтобы понять смысл коммуникаций, исследователи опробовали различные комбинации лигандов КМБ с клетками молочной железы, эмбриональными стволовыми и соединительными тканями. Неожиданно оказалось, что клетки декодируют с лигандов комбинации сигналов, а не сами единичные сигналы.

«Однажды я пришёл в лабораторию и смешал два лиганда, которые по отдельности стимулировали клетки,» — говорит Ярон Антеби, докторант биоинженерии. — «Но когда я повторил это на следующий день — не произошло вообще ничего. Это натолкнуло на мысль, что клетки слушают не отдельные лиганды, а комбинации лигандов. Это смысловые комбинации. Разные сочетания лигандов кодируют разные инструкции для клетки».

Группа также исследовала свойства клеток извлекать разную информацию из одних и тех же комбинаций лигандов с помощью различных вычислений: одни клетки могли суммировать концентрации двух лигандов, чтобы получить сообщение, другие могли измерять разницу двух лигандов, чтобы получить другое сообщение. «Мы были поражены, обнаружив, что в лигандах содержится не один вид информации,» — говорит Джеймс Линтон, исследователь из лаборатории Эловица. — «Разные ячейки могут извлекать разные сообщения, такие, как инструкции для роста или размножения, из одних и тех же молекул».

Выяснилось, что способность кодировать несколько сообщений с использованием одних и тех же молекул зависит от комбинаций рецепторов на поверхности клеток.

Одна из особенностей такой коммуникационной ситемы — возможность адресовать сообщения конкретным типам клеток. «Это как будто вы в комнате, полной людей, где каждый что-то говорит; если кто-то хочет привлечь ваше внимание — он называет ваше имя,» — рассказывает Эловиц. — «Все остальные могут автоматически игнорировать это, но вы обратите внимание; вы — цель сообщения».

«Эта селективность коммуникации крайне важна,» — добавляет Антеби. — «Представьте себе: если у вас вдруг сломана кость — вы хотите, чтобы клетки размножались и восстанавливали связи только в повреждённой зоне, но не все клетки кости сразу».

Исследования приоткрывают занавес к пониманию того, как информация распространяется среди молекул. Пока они на ранней стадии, но более глубокое изучение межклеточных коммуникаций может привести к открытиям в области фармацевтики и появлению биопрепаратов, которые могли бы взаимодействовать только с необходимыми группами клеток.

По материалам пресс-службы Калифорнийского технологического университета.


Protected by Copyscape Online Plagiarism Test
Вы не можете высказаться или оставить ссылку здесь...

Обсуждение закрыто.

Powered by WordPress | Thanks to NewWpThemes | Александр Божок