Процесс превращения стволовых клеток в специализированные проходит через несколько этапов. Сначала клетки делятся, увеличивается их общее число, затем они выбирают «судьбу», то есть направление дальнейшего развития, и в финале перемещаются к месту, где им предстоит работать в составе ткани или органа.
Ранее исследования в пробирке показывали, что стволовые клетки способны к спонтанной самоорганизации в группы разных типов. Но в живом организме ситуация сложнее: в тесной клеточной среде постоянно присутствует шум сигналов и заметные колебания активности генов.
Исследователи из Университета Алабамы в Бирмингеме и Иллинойсского университета в Чикаго частично разгадали эту загадку. В статье в Stem Cell Reports они описали, как стволовые клетки обонятельной системы превращаются в нейроны — клетки, которые позволяют нам чувствовать запахи. Для этого команда изучала эмбрионов данио-рерио (рыбки-зебры), применяя высокоразрешающую визуализацию, отслеживание судьбы отдельных клеток и секвенирование РНК.
Главным открытием стал своеобразный «молекулярный переключатель». Он определяет, какие клетки останутся предшественниками и продолжат делиться, а какие пойдут по пути созревания в нейроны. Этот же механизм управляет их объединением в упорядоченные «соседства», что обеспечивает слаженное формирование ткани.
Ученые показали, что нервная система работает как многоуровневая сеть: процессы согласуются на уровне отдельных клеток, их групп и даже органов. И хотя работа велась на рыбах, выводы напрямую касаются человека. Обонятельные нейроны в нашем носу обновляются каждые несколько месяцев всю жизнь — редкая способность, которая в будущем может стать основой для терапии нейродегенеративных заболеваний.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что открыт механизм управления жировыми запасами.
