Клетки в развивающемся эмбрионе не просто делятся — они постоянно обмениваются сигналами, чтобы выстраивать структуру будущего организма. Эти сигналы идут через белки-рецепторы на поверхности клеток. Ученые из Чикагского университета обнаружили, что два таких рецептора — LAT-1 (латрофилин) и TOL-1 (толл-подобный рецептор) — формируют уникальную пару, необходимую для этого процесса. Исследование опубликовано в журнале Nature Structural & Molecular Biology.
Исследование проходило на нематоде Caenorhabditis elegans — простой модели с тысячей клеток, идеально подходящей для изучения механизмов развития. Когда исследователи «ломали» взаимодействие между рецепторами, не затрагивая их другие функции, развитие организма резко нарушалось: тело становилось асимметричным и деформированным, а большинство особей погибало на ранних этапах.
LAT-1 относится к группе рецепторов, которые помогают клеткам «прилипать» друг к другу. TOL-1 — аналог рецепторов врожденного иммунитета, известных по другим функциям. Однако в этом случае они действуют не по отдельности, а как пара. Структурный анализ с помощью криоэлектронной микроскопии показал, что взаимодействие между ними — нестандартное, отличающееся от всех ранее известных моделей.
Команды трех лабораторий, участвовавших в проекте, синтезировали белки, определили их структуру, а затем внесли точечные мутации с помощью CRISPR/Cas9, чтобы отключить именно эту связь. Мутации вызвали такие же тяжелые дефекты, как и полное выключение соответствующих генов. Это подтверждает, что не просто белки, а именно их взаимодействие критически важно.
Авторы уточняют, что сочетание структурной биологии и генетики позволило получить четкое представление о том, как клетки «договариваются» о форме организма. Коллеги подчеркивают: они не ожидали настолько серьезных последствий. Предполагали, что будут нарушены нейронные связи или движение, но в итоге получили дефект всего телесного плана, сообщается в издании phys.org.
Мы видим, что на очень ранней стадии развития эмбриона существует эта очень важная функция. Существует ли это у высших организмов или нет — это большой, волнующий вопрос.
Рецепторы этой группы существуют у всех животных, включая человека. Пока их роль в эмбриогенезе у позвоночных не доказана, но исследователи уверены: именно такие «общие» механизмы помогут однажды разобраться, как строится тело у более сложных организмов.
Ранее мы рассказывали о запуске терапии CAR-T-клетками прямо внутри организма.