Ученые узнали, как выбирают свой жизненный путь мигрирующие клетки нервного гребня

На примере рыбок Данио-рерио (Danio rerio) международная группа ученых исследовала одну из фундаментальных проблем биологии развития — процесс формирования различных типов клеток: а именно, как выбирают свой путь преобразования клетки нервного гребня, присущие всем позвоночным.

Клетки нервного гребня способны развиваться в различные клеточные типы, включая нейроны, клетки глии, хрящей, пигментные клетки кожи. Этот процесс хорошо изучен, но до сих пор не понятно, в какой момент происходит выбор клеткой «своей судьбы».

Клетки нервного гребня со своими потомками (их называют также «производными) — довольно сложная система, представляющая собой сообщество разных типов клеток. Главное, что затрудняет исследования, — эти клетки не образуют пластов из-за постоянной миграции и их довольно трудно выделить на пути перехода. Таким образом, объектом исследования стали пигментные клетки, которые имеют присущий им цвет, что наглядно видно у ярких рыбок Danio rerio. Давняя, но непроверенная гипотеза предполагает, что все типы пигментных клеток у позвоночных имеют общего и эксклюзивного предшественника.

Danio rerio имеет три типа пигментных клеток: черные меланоциты (M), желтые ксантофоры (X) и отражающие серебристые иридофоры (I). Таким образом, в ходе формирования все три типа пигментных клеток распределяются особым образом, складывая трехцветный рисунок с продольными черными полосками.

Как отмечает Всеволод Макеев, заведующий кафедрой биоинформатики подведомственного Минобрнауки России Московского физико-технического института (МФТИ), существовало две версии того, как клетка выбирает свою судьбу.

«Первая — в ходе миграции клетка достигает целевого органа и под воздействием сигналов от него становится его частью. Вторая — клетка сначала приобретает предопределенный клеточный тип и дальше направляется в предназначенную ей ткань», — сказал ученый.

В результате серии экспериментов на рыбках ученые пришли к новой модели — клеточный тип определяется динамически: мигрируя, клетки ведут себя в зависимости от поступающего к ним сигнала, если сигнал поступает, клетки приобретают свой окончательный тип, а если сигнал не поступает — они ждут нового от других тканей.

«Это как выбор работы, мы нацелены на определенный результат и ждем предложений, но, если они не поступают, рассматриваем и варианты других профессий», — добавил Всеволод Макеев.

Результат научной работы опубликован в одном из международных журналов. Работа поддержана Министерством науки и высшего образования Российской Федерации.