Раскрыт клеточный механизм появления сердца
Британские биологи впервые проследили на уровне отдельных клеток за тем, как образуется основа сердечной мышцы во время гаструляции, одной из самых первых фаз развития зародыша. Это позволило ученым выявить сразу несколько групп зародышевых клеток, отвечающих за формирование сердца, сообщила пресс-служба Университетского колледжа Лондона (UCL).
«Проведенные нами опыты показывают, что программа развития, управляющая приобретением специализации и миграциями будущих клеток сердечной ткани, запускается значительно быстрее, чем мы предполагали в прошлом. Это радикально меняет наши представления о формировании сердца - оказалось, что предположительно хаотичные миграции его будущих клеток на самом деле управляются неочевидными закономерностями», — пояснил старший научный сотрудник UCL Кензо Иванович, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Ученые совершили это открытие при помощи новой методики биовизуализации, позволяющей отслеживать движение конкретных типов клеток внутри зародыша на самых первых стадиях его развития. Это стало возможным благодаря использованию подхода, позволяющего присоединять светящиеся метки к ферментам и белкам, играющим ключевую роль в развитии зародыша, и при этом не нарушать при этом их функций.
Для этого ученые встроили в ген, отвечающий за производство данных пептидов, особую последовательность ДНК, которая заставляет клетки разрезать собираемые цепочки аминокислот на две независимые друг от друга половины. Подобным образом исследователи модифицировали ген TNNT2, отвечающий за формирование одного из ключевых белков сердечной мышцы, и проследили за тем, когда и в каких клетках он активировался на стадии гаструляции, в ходе которой формируются три основных слоя клеток эмбриона.
Проведенные учеными наблюдения показали, что процесс формирования сердца запускается неожиданно рано, уже в первые несколько часов после начала гаструляции, причем в его образовании участвует сразу несколько не связанных друг с другом групп клеток. Они начинают мигрировать в конкретные регионы будущего сердца на самых первых фазах его роста, где они начинают образовать предсердия, клапаны, желудочки и прочие части органа.
«Сердце формируется не из одной группы клеток, а из целой коалиции из нескольких непохожих групп клеток, которые возникают на разных стадиях гаструляции в разных частях зародыша. Сейчас мы изучаем тот сложный набор сигналов, который управляет всей этой клеточной "хореографией", связанной с первыми этапами формирования сердца. Эти сведения помогут нам понять, как возникают врожденные пороки развития этого органа», — подытожила научный сотрудник UCL Шайма Абукар, чьи слова приводит пресс-служба вуза.