30.09.2013 | Наука

Мигрирующие клетки заметают за собой следы

Похоже, мигрирующие клетки заметают за собой следы вовсе не из-за опасения преследователей, а для того чтобы продолжать двигаться вперёд. К такому выводу пришли исследователи.

Учёные из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Гейдельберге, Германия, обнаружили, что клетки эмбрионов рыбок данио-рерио, удаляя свои следы, одновременно указывают путь своим "сородичам".

Пока эмбрион рыбки данио-рерио развивается, группы клеток мигрируют в боковой части его тела, оставляя по пути сгустки клеток. Эти "компании" со временем станут подобием уха – органом, помогающем рыбе ощущать в воде вибрации. У взрослой особи этот орган называется боковой линией. Из-за этого движущуюся массу внутри зародыша окрестили "боковой линией в зачатке".

Учёные выяснили, что во время миграции эти клетки ориентируются на молекулы хемокины. Но как клетки понимают, что следует продолжать двигаться в том же направлении? Ранее учёные предполагали, что этот след был дорогой в один конец: направлял клетки градиент хемокинов (от меньшей к большей концентрации).

Даррен Гилмор (Darren Gilmour) и его коллеги обнаружили, что градиент порождается не вне, а внутри самих клеток. "Мы выяснили, что клетки в задней части мигрирующей группы наделены своеобразным пылесосом, – рассказывает Эрика Дона (Erika Donà), одна из авторов работы. – Они собирают хемокины в конце пути, но спереди есть ещё много хемокина, и клетки продолжают двигаться вперёд".

Для изучения необычной молекулы "пылесоса", Гилмор и Дона обратились к молекуле-детектору, которая помогает клеткам зародыша определять концентрацию хемокинов. Учёные пометили молекулы-детекторы "ярлыками", которые меняли цвет от зелёного до красного по мере старения "хозяина".

В результате клетки в передней части зародыша светились зелёным. Это означало, что они настолько часто контактируют с хемокинами, что их молекулы-детекторы постоянно обновляются. В то же время в задней части мигрирующей группы клетки были в основном окрашены в красный цвет, потому что их детекторы успевали состариться.

Чтобы продемонстрировать, что градиент направляющих соединений образуется за счёт удаления хемокинов в задней части группы, учёные создали генетически модифицированных рыб. У них всасывающие молекулы находились в сопроводительном нерве, а не в задней части зачатка боковой линии. Когда молекулу "включили" в нерве, нерв перестал следовать за мигрирующей группой и начал сам направлять её.

"Для клетки очень важно самостоятельно выбирать направление, — комментирует Гилмор. – В эмбрионе происходит множество процессов, огромное количество клеток движется в различных направлениях, так что, должно быть, очень сложно поддерживать градиент. Мы показали, что это не всегда необходимо".

Нынешнее исследование в большей степени фундаментальное, но оно также может пригодиться в медицине. Перемещение клеток происходит при образовании метастаз, из-за миграции клеток опухолей страдают многие, казалось бы, вылеченные люди.

Немецкие учёные обнаружили, что и молекула-детектор и молекула-всасыватель играют очень важную роль в появлении метастаз, распространению рака по всему организму. Возможно, благодаря результатам исследования в будущем будет найден способ блокировать их передвижение.

Результаты работы подробно описаны в журнале Nature.

По публикациям UkrNet