Ново изследване на учени от Университета в Бъфало (University at Buffalo — UB) показва как един-единствен рецептор на растежния фактор програмира целия геном на бъдещия организъм.
Един от най-озадачаващите въпроси на биологията е какви сигнали трансформират масата от недиференцирани клетки в изключително сложни организми в процеса онтогенеза (развитие на ембриона).
Ново изследване на учени от Университета в Бъфало, публикувано в PLoS ONE, представя доказателства, че всичко започва с един "диригент" - рецептор на растежен фактор, който регулира целия геном, разказва Science Daily.
"Откритието издига на ново ниво разбиране на основните аспекти на това как се развиват организмите", казва водещият автор на изследването Михал Стаховяк (Michal Stachowiak), професор в Катедрата по патология и анатомични науки в Университета в Бъфало.
"Нашето изследване показва как един-единствен протеинов рецепторен фактор на растежа се движи директно към ядрото, за да програмира целия геном" - казва Стаховяк.
Изследването опровергава по-стари предположения на биологията, че определени видове растежни фактори действат само на повърхността на клетките. В продължение на две десетилетия, екипът на Стаховяк е бил заинтригуван от възможността растежни фактори да действат в рамките на ядрото, разказва авторът, "и това се доказва най-накрая от нашето изследване".
Изследванията на UB показват една нова парадигма за развитието на генома, програмиран от протеина FGFR1. Схема: Michal Stachowiak/University at Buffalo
По-нататъшният напредък в познанието, как се формират организмите въз основа на това изследване, има потенциала да подобри значително разбирането и лечението на ракови заболявания, които са резултат от неконтролирано развитие, както и вродени заболявания, твърдят учените. Новото изследване също така, ще допринесе и за повече яснота на това, как работят стволовите клетки.
Изследването е проведено върху ембрионални стволови клетки на лабораторни мишки.
Организиране на "тази какафония от гени"
"Известно ни е, че човешкото тяло има почти 30 000 гени, които трябва да бъдат контролирани от хиляди транскрипционни фактори, които се свързват с тези гени", казва Стаховяк, "Все още не сме разбрали как се координира работата на гените, така че правилно да се развие един организъм."
"Сега вече допускаме, че сме открили това, което може да бъде най-важният играч, който организира тази какафония от гени в симфония на биологичното развитие с логични пътища и схеми", е заявил изследователят.
В центъра на откритието е един протеин, наречен ядрен фибробластен растежен фактор рецептор 1 (nFGFR1). "FGFR1 заема позиция на върха на генната йерархия, управлявайки развитието на многоклетъчните животни", казва Стаховяк.
Известно е, че генът на FGFR1 управлява гаструлацията, която става в началото на развитието на организмите, когато се формира трислойната структура на ембриона. Този ген играе важна роля и в развитието на централната и периферната нервна система и при развитието на основни системи на тялото, включително мускулите и костите.
Изследователите открили, че протеинът е отговорен за това да се гарантира, че ембрионалните стволови клетки ще4 се развиват в диференцирани клетки. Като насочва хиляди гени, той контролира развитието на основните точки на растежа в тялото, както и на невроните и развитието на мускулите.
"Открихме, че този протеин работи като един вид "диригент". Идеята, че един-единствен протеин може да се свърже с хиляди гени и след това да ги организира в йерархия, че не бе известна" - казва Стаховяк.
Една анимация за етапа гаструлация от ембрионалното развитие:
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари