Биологи из РАН и МГУ изучают рост головы у лягушек

Ученые из МГУ и институтов РАН выяснили, как различные гены управляют процессом роста головы в зародыше лягушки, и найти главного "дирижера" этого генетического ансамбля – белок и ген Noggin4, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

"Мы обнаружили, что сигнальный белок Noggin4 не похож на своих родственников. В отличие от Noggin1 и Noggin2, он связывает только те белки, которые отвечают за развитие зародыша, и не участвует в работе взрослого тела. Оказалось, что Noggin4 играет ключевую роль в формировании головы, и, в частности, переднего мозга в ходе эмбриогенеза", — заявил Федор Ерошкин из Института биоорганической химии РАН.

Ерошкин и его коллеги из Института белка РАН и НИИ Физико-химической биологии им. А.Н. Белозёрского МГУ пришли к такому выводу, изучая функции различных белков из семейства Noggin при помощи методов математического моделирования и проводя эксперименты на лягушках.

Как рассказывает ученый, в недавнем прошлом ученые из ИБХ РАН выяснили, что белки Noggin способны управлять цепочками других пептидов, которые управляют ростом тканей во "взрослом" теле. Изучая структуру и возможные функции одного из них, Noggin4, научная команда Ерошкина обнаружила, что данная последовательность аминокислот на самом деле не участвует в процессах роста и блокировки роста тканей, а в нечто совсем ином.

Математическое моделирование этого белка показало, что он связан с белками и генами из семейства Wnt, которые "дирижируют" развитием эмбриона и стволовых клеток практически во всех многоклеточных организмах. Биологи проверили это опытным путём на эмбрионах лягушки, подавив выделение Noggin4 клетками зародыша, что вызвало изменения в концентрации Wnt в разных частях зародыша и привело к существенным дефектам развития головы.

Наблюдения за этим процессом раскрыли еще одну любопытную вещь. Оказалось, что Noggin4 был своеобразным главным дирижером в развитии головы зародыша – он действовал на Wnt быстрее и сильнее, чем остальные белки, управляющие ростом тканей. Это было связано с тем, что в молекулярной структуре этого белка отсутствует особый участок, заставляющий остальные сигнальные молекулы "цепляться" за соединительную ткань.

Как надеются ученые, математическая модель поведения Wnt и Noggin4, а также данные, собранные в ходе наблюдений за ростом зародышей лягушек, помогут нам расширить наши представления о пусковых процессах эмбриогенеза и, возможно, позволят использовать этот белок для регуляции биологических процессов при манипуляциях со стволовыми клетками.

08/06/2016

Источники: http://ria.ru