Биологи из РАН и МГУ выяснили, какие гены влияют на рост головы у лягушек

Биологи из РАН и МГУ выяснили, какие гены влияют на рост головы у лягушек

Учёные из МГУ и институтов РАН выяснили, как различные гены управляют процессом роста головы в зародыше лягушки, и найти главного «дирижёра» этого генетического ансамбля — белок и ген Noggin4, говорится в статье, опубликованной в журнале «Scientific Reports».

«Мы обнаружили, что сигнальный белок Noggin4 не похож на своих родственников. В отличие от Noggin1 и Noggin2, он связывает только те белки, которые отвечают за развитие зародыша, и не участвует в работе взрослого тела. Оказалось, что Noggin4 играет ключевую роль в формировании головы, и, в частности, переднего мозга в ходе эмбриогенеза», — заявил Фёдор Ерошкин из Института биоорганической химии РАН.

Ерошкин и его коллеги из Института белка РАН и НИИ Физико-химической биологии им. А. Н. Белозёрского МГУ пришли к такому выводу, изучая функции различных белков из семейства Noggin при помощи методов математического моделирования и проводя эксперименты на лягушках.

Как рассказывает учёный, в недавнем прошлом учёные из ИБХ РАН выяснили, что белки Noggin способны управлять цепочками других пептидов, которые управляют ростом тканей во «взрослом» теле. Изучая структуру и возможные функции одного из них, Noggin4, научная команда Ерошкина обнаружила, что данная последовательность аминокислот на самом деле не участвует в процессах роста и блокировки роста тканей, а в нечто совсем ином.

Математическое моделирование этого белка показало, что он связан с белками и генами из семейства Wnt, которые «дирижируют» развитием эмбриона и стволовых клеток практически во всех многоклеточных организмах. Биологи проверили это опытным путём на эмбрионах лягушки, подавив выделение Noggin4 клетками зародыша, что вызвало изменения в концентрации Wnt в разных частях зародыша и привело к существенным дефектам развития головы.

Наблюдения за этим процессом раскрыли ещё одну любопытную вещь. Оказалось, что Noggin4 был своеобразным главным дирижёром в развитии головы зародыша — он действовал на Wnt быстрее и сильнее, чем остальные белки, управляющие ростом тканей. Это было связано с тем, что в молекулярной структуре этого белка отсутствует особый участок, заставляющий остальные сигнальные молекулы «цепляться» за соединительную ткань.

Как надеются учёные, математическая модель поведения Wnt и Noggin4, а также данные, собранные в ходе наблюдений за ростом зародышей лягушек, помогут нам расширить наши представления о пусковых процессах эмбриогенеза и, возможно, позволят использовать этот белок для регуляции биологических процессов при манипуляциях со стволовыми клетками.

Перейти к источнику цитирования

Вернуться в новостную ленту

Газохроматографическая идентификация загрязнений воздуха, воды, почвы и биосред
В практическом руководстве обсуждаются методология и практическое ...

Ozonation of Water and Waste Water: A Practical Guide to Understanding Ozone and its Applications
The leading resource on ozone technology, this book contains everything from chemical basics to technical and economic concerns. The text has been ...

Forest Inventory: Methodology and Applications
This book has been developed as a forest inventory textbook for students and can also serve as a handbook for practical foresters. The book is divided ...