Российские ученые выяснили как растет голова шпорцевой лягушки

Гладкая шпорцевая лягушка Xenopus laevis. Фото: Brian Gratwicke  /Flickr

Биологи из Института биоорганической химии РАН (ИБХ РАН) совместно с коллегами из Института белка РАН и Института физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ изучили белок Noggin4, который играет важную роль в формировании головы гладкой шпорцевой лягушки Xenopus laevis.

Wnt-путь, или Wnt-каскад, — это цепочка из белков, которые передают сигналы от одного к другому для регуляции эмбриогенеза и дифференцировки клеток, в том числе стволовых. Также Wnt-путь контролирует развитие злокачественных опухолей. Wnt-путь выполняет эти функции у всех животных, начиная от круглых червей и заканчивая человеком. Ученые узнали, что белок Noggin4 связывается с ферментами сигнального пути Wnt.

«Noggin4 связывается с теми белками, которые ответственны за развитие эмбриона. Этот белок играет ключевую роль в формировании головы, в частности в образовании переднего мозга во время эмбриогенеза», — говорит Федор Ерошкин, сотрудник лаборатории молекулярных основ эмбриогенеза ИБХ РАН.

Концентрация белков, входящих в Wnt-путь, неравномерна в тканях эмбриона и изменяется по градиенту. Исследователи построили математическую модель белка и показали, что Noggin4 влияет на градиент Wnt-пути и, следовательно, на развитие эмбриона. Затем биологи проверили эти результаты экспериментально на живых эмбрионах лягушки. Они подавили активность белка Noggin4, что изменило градиент Wnt-каскада и привело к дефектам формирования головы.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

По мнению ученых, белок Noggin4 можно использовать для регуляции биологических процессов, которые протекают в стволовых клетках с участием Wnt-пути. Из стволовых клеток можно выращивать клетки любого типа и использовать их для восстановления пораженных тканей, например нервных волокон, при ишемии нижних конечностей, как предложили ученые из Казанского университета.
Теги:

Читать еще на Чердаке: