Как плодовые мушки отращивают ноги? Разгадка молекулярной тайны
Белок Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) присутствует практически у всех живых существ и играет ключевую роль в развитии эмбрионов. Нарушения в его работе связаны с развитием рака, болезнью Альцгеймера и другими заболеваниями.
Учёные из Колумбийского университета выяснили, как EGFR управляет ростом конечностей у плодовых мушек (Drosophila), и оспорили общепринятую теорию. Результаты опубликованы в PLOS Genetics.
Две конкурирующие гипотезы
Долгое время считалось, что молекулы-лиганды, активирующие EGFR, действуют как морфогены — сигнальные белки, распространяющиеся из одной точки и вызывающие разные ответы клеток в зависимости от своей концентрации.
Альтернативная гипотеза предполагала, что сигналы EGFR исходят из множества источников в разных местах и в разное время, а их комбинация направляет развитие.
Инновационный подход через энхансеры
Прямое отключение EGFR для проверки гипотез невозможно — это нарушит слишком много систем. Команда под руководством д-ра Ричарда Манна использовала новый подход, сфокусировавшись на энхансерах — небольших участках ДНК, которые точно регулируют активность лигандов EGFR в разных частях тела.
«Если представить сигнализацию EGFR как звуковой пульт, то энхансеры — это его ручки и регуляторы. Настраивая их, мы меняем экспрессию лиганда и результирующую активность сигналов», — объяснил д-р Манн.
Учёные нашли специфические энхансеры, управляющие развитием ног у мушки, и отключили только их, оставив остальную сигнализацию EGFR нетронутой.
Ключевое открытие
Эксперимент показал, что рост ноги мухи не направляется из одного источника, как действовал бы морфоген. Вместо этого EGFR посылает сигналы из нескольких разных источников, расположенных в различных частях развивающейся конечности.
Значение для медицины
Поскольку EGFR существует во всём животном мире, открытие, сделанное на мушках, применимо к изучению болезней человека.
«Гиперактивация EGFR связана со многими типами рака. Если с помощью нашего метода энхансеров систематически расшифровать регуляцию активации EGFR, исследователи рака смогут использовать эти знания для поиска потенциальных мишеней для разработки диагностических тестов и терапий», — заключил д-р Манн.