Избыточный "шум" в сигнале ретиноевой кислоты нарушает развитие мозга

Биологи из Калифорнийского университета в Ирвайне с помощью передовой технологии визуализации установили, что неконтролируемые флуктуации (так называемый "шум") в концентрации производного витамина А — ретиноевой кислоты (RA) — могут приводить к нарушениям в организации мозга во время эмбрионального развития.

Во время развития RA — важная сигнальная молекула, которая способствует правильной организации мозга. Клеточный ответ на RA зависит от её концентрации. В норме клетки могут фильтровать "шум" в уровнях RA и устанавливать правильную организацию мозга.

Чтобы измерить эти флуктуации, учёные использовали флуоресцентную микроскопию для визуализации распределения RA в развивающемся эмбрионе рыбки данио-рерио. Команда обнаружила, что RA формирует градиент в эмбрионе (с более низкой концентрацией в области головы), и что внутри этого градиента существует значительный уровень шума.

Исследователи идентифицировали один белок внутри развивающихся клеток, который взаимодействует с RA и помогает снизить этот шум. Когда этот белок был изменён, клетки больше не могли контролировать уровень шума в градиенте RA, что привело к нарушениям в организации мозга.

Таким образом, был сделан вывод, что снижение шума внутри клеток критически важно для правильного ответа на градиент RA и нормальной организации мозга.

Понимание того, как клетка реагирует на сигнал другой клетки, несмотря на уровень шума, может улучшить наше понимание нарушений развития.