Новое исследование, проведенное учеными из Университета Вирджинии и других учреждений, обнаружило тип пигментных клеток у рыбок данио, которые после окончания периода развития могут трансформироваться в клетки другого типа, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Proceedings of the National Academy of Sciences.
Дэвид Паричи, выдающийся профессор морфогенеза в отделении биологии Университета Вирджинии, рассказал, что исследователи в его лаборатории заметили, что некоторые черные пигментные клетки у рыбок данио становятся серыми, а затем со временем - белыми. Когда они изучили это более пристально, то обнаружили существенные изменения в экспрессии генов и химическом составе пигментов.
«Мы поняли, что у клеток есть тайная история, лежащая на поверхности, - сказал он. – Рыбки данио изучались более 30 лет - мы много о них знаем, - но это изменение было замечено впервые, и это очень удивительное открытие».
Уникальная клеточная популяция выделяет пигмент меланин, меняющий цвет от черного до белого в течение жизненного цикла отдельной рыбы. Эти специальные клетки находятся по краям плавников, где они, похоже, действуют как сигнал для других рыбок данио.
Способность развитой клетки дифференцироваться непосредственно в другой тип клетки исключительно редка. Обычно такое изменение требует экспериментального вмешательства, возвращая клетку в состояние стволовых клеток в лабораторной чашке, прежде чем она сможет дифференцироваться или трансформироваться в нечто другое.
Находка предполагает, что некоторые развитые клетки могут быть более подвержены изменениям, чем принято считать.
«Долгое время биология развития предполагала, что, как только клетка завершает свое развитие, она постоянно остается таковой, - сказал Паричи, который руководил исследованием. - Мы обнаруживаем, что это не всегда так; на самом деле существуют редкие клеточные популяции, которые способны превращаться во что-то новое даже после завершения своего первоначального развития. Постулаты гласят, что этого не должно происходить».
Стволовые клетки превращаются в тот или иной тип клеток, и затем эти дифференцированные клетки обычно остаются такими - клетки кожи остаются клетками кожи, клетки мышц остаются мышцами и так далее. Но недавно обнаруженные клетки, называемые меланоцитами, которые похожи на клетки человека, изначально содержат меланин, затем теряют его и образуют на его месте белый пигмент. Эти клетки блокируют молекулярные пути, которые в противном случае позволили бы им производить меланин и включать новые гены, необходимые для их нового появления.
Эта способность к изменению делает клетки хорошей моделью исследования для понимания того, как дифференцируются клетки. Также это дает возможность заставить клетки дифференцироваться во что-то новое, даже если они все еще находятся в организме животного.
По словам Паричи, это открытие имеет возможные последствия для регенеративной медицины, где исследователи могут использовать уже имеющиеся клетки для замены тканей из различных типов клеток. Такая возможность может быть полезна при лечении пациентов после инсульта, травмы спинного мозга, сердечных приступов и т.д.
«Знание того, как можно заставить клетки изменять свое дифференцированное состояние, необходимо для регенеративной медицины, поэтому наличие примера, в котором вид делает это естественным образом, очень ценно», - сказал он.
Исследователи уже используют стволовые клетки для создания различных типов клеток, от мышц до кожи, но, возможно, развитые клетки также могут сыграть свою роль. Паричи надеется, что результаты нового исследования обеспечат лучшее понимание процесса и, возможно, помогут управлять ими путем перепрограммирования клеток.
«Если мы сможем понять, как клетки переходят от черного к белому, это поможет нам лучше понять клетки в целом», - сказал он.
Исследование также показало, что рыбки данио были в состоянии распознать, присутствовали ли эти трансформирующие клетки, и это влияло на их социальные взаимодействия. Клетки расположены на концах плавников, которые вспыхивают во время социальных взаимодействий, подобно «поднятию флага». Таким образом, эти черные клетки, которые становятся белыми, могут влиять на связи рыб в дикой природе, что имеет последствия для доступа к пище и партнерам, а также для избегания хищников.
Примечательно, что авторы также обнаружили дополнительную
популяцию белых клеток у рыбок данио, полученную по-разному, и
что разные виды рыб имели разные дополнения к этим популяциям.
Паричи отметил, что исследование «действительно показывает,
сколько вы можете узнать, решая вопросы на разных уровнях - от
генов до клеток, от поведения до эволюции».
[Фото: Christian Wei : ru.123rf.com]
