| Jūs esate čia: Pradžia » Visos temos » Mokslas » Žmogus ir medicina |
Vaisinių muselių akių formavimosi principų pritaikymas tyrinėjant žmogaus inkstus
|
(
(
Mokslinių tyrimų rezultatai leidžia naujai pažvelgti į tai, kaip individualios ląstelės randa savo nišą (būtent šiai ląstelių rūšiai tinkamą vietą) vystantis žmogaus organams. Šių tyrimų rezultatai taip pat gali tapti starto linija siekiant suprasti, kaip vystosi žinduolių inkstai ir kodėl kartais jų vystymasis būna neteisingas. Tokie tyrimai gali būti vykdomi labai sparčiai ir pakankamai nebrangiai - vien dėl to, kad drozofilos akys vystosi pagal analogiškus principus kaip ir žinduolių inkstai. Prisijunk prie technologijos.lt komandos! Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo. Sudomino? Užpildyk šią anketą! Formuojantis korėtajai vaisinės muselės (drozofilos) akies struktūrai veikia ne tik skirtingi baltymai, kurie traukia vienas kitą - šis procesas taip pat paremtas kai kuriais fizikos dėsniais, teigia Vašingtono universiteto medicinos mokyklos (angl. Washington University School of Medicine) molekulinės biologijos specialistai. Analogiška veiksnių kombinacija sudaro sąlygas formuotis subtilioms filtravimo struktūroms žinduolių inkstuose. Tyrimų rezultatai, paskelbti 2005 metų birželio mėnesio “Developmental Cell” žurnale, leidžia naujai pažvelgti į tai, kaip individualios ląstelės randa savo nišą (būtent šiai ląstelių rūšiai tinkamą vietą) organų vystymosi metu. Šių tyrimų rezultatai taip pat gali tapti starto linija siekiant suprasti, kaip vystosi žinduolių inkstai ir kodėl kartais jų vystymasis būna neteisingas. Tokie tyrimai gali būti vykdomi labai sparčiai ir pakankamai nebrangiai - vien dėl to, kad drozofilos akys vystosi pagal analogiškus principus kaip ir žinduolių inkstai. "Mes iškėlėme iššūkį mokslininkams, tyrinėjantiems tokius organus, kaip akys ir inkstai, - prisiminti fizikos dėsnius," - teigia Ross Cagan, molekulinės biologijos ir farmakologijos docentas. "Besivystančioje vaisinės muselės akyje pastebėjome, kad lastelės keičia formą ir juda į joms prideramą vietą, nes taip siekiama minimizuoti laisvą sistemos energiją”. Lygiai taip pat, kaip ir aliejaus molekulės, pludūriuojančios vandenyje, susijungia kartu siekiant pašalinti vandens molekules, organų audinių ląstelės, turinčios „kibių“ molekulių savo paviršiuje, susijungs į grupes, pašalindamos „nekibias“ ląsteles organo vystymosi metu. Ši ląstelių sukibimo savybė buvo nustatyta jau anksčiau, ir buvo laikoma pagrindiniu principu, pagal kurį vyksta skirtingų tipų ląstelių perkėlimas į teisingas pozicijas, kai besivystantis organas pasikeičia iš nesubrendusios, padrikos būsenos į brandžią, funkcionalią būklę.
Cagan ir jo kolega Sujin Bao, mokslinis bendradarbis molekulinės biologijos ir farmakologijos srityje, išplėtojo šį principą, parodydami, kad tokią struktūrą suformuos tik ląstelės, turinčios dviejų (o ne vieno, kaip buvo manoma anksčiau) skirtingų sukibimo procesą valdančių tipų molekules - šiame procese vieno tipo ląstės apgaubia kito tipo ląsteles. Mokslininkai nustatė, kad vėlyvose drozofilos akies vystymosi stadijose šį procesą kontroliuoja du baltymai, pavadinti Roughest ir Hibris. "Prieš vėlyvąsias vystymosi stadijas pirminių ląstelių sankaupos yra apsuptos padriko palaikančiųjų ląstelių tinklo," teigia Cagan . "Tačiau kai tik ląstelės savo paviršiuose pradeda gaminti Roughest arba Hibris baltymus, ląstelės pradeda formuoti glaudžią korėtą struktūrą".
Cagan ir Bao nustatė, kad pagrindinės tinklo ertmes sudarančios ląstelės išskiria Hibris, o laikančiosios struktūros ląstelės, sudarančios tinklą, išskiria Roughest baltymą. Roughest ir Hibris baltymai sukimba vienas su kitu, tačiau tarp tos pačios rūšies baltymų sukibimas nevyksta. Baltymams atsiradus ant ląstelių paviršiaus, pradeda veikti fizikos dėsniai - laikančiųjų organo struktūrų ląstelės "transportuojamos" į tas vietas, kur veikia stipriausia traukos jėga. Kadangi Roughest stipriai traukiamas prie Hibris, bet ne prie kitų Roughest tipo molekulių, laikančiąją struktūrą formuojančios ląstelės traukiamos prie pirminių ląstelių paviršių, bet ne viena prie kitos. Varžybose su kitomis ląstelėmis kiekviena Roughest baltymą išskirianti ląstelė kiek galėdama išsitempia išilgai pirminės ląstelės. Laikančiosios struktūros ląstelės, išskiriančios mažiau Roughest baltymo, "pralaimi" pirminių ląstelių prisijungimo varžybose ir žūva. Proceso pabaigoje tvarkinga vienos ląstelės storio laikančiųjų ląstelių šešiakampio formos "Tiek mes, tiek kiti mokslininkai ilgą laiką ieškojome žmogiškojo Roughest ir Hibris ekvivalento", sako Cagan. "Visiškai netikėtai šie ekvivalentai buvo atrasti inkstuose". Šie analogiški inkstų baltymai buvo pavadinti Neph1 ir Nephrin. Jie kartu pritraukia atitinkamas inkstų ląsteles ir dėl šio poveikio tvirtos inkstų ląstelių jungtys sudaro tankų, bet akytą sluoksnį, filtruojantį šlapalą ir kitas nepageidaujamas molekules iš kraujagyslių, esančių inkstų nefronuose (nefronai yra inkstų struktūros, filtruojančios šlapalą ir kitas kenksmingas medžiagas iš kraujo). Kai Neph1 ir Nephrin baltymai nefunkcionuoja, inkstai netinkamai atlieka filtravimo funkciją, o tai savo ruožtu sukelia neuropatiją (nervinį sutrikimą). Nefronų vidinės struktūros pokyčiai taip pat susiję su hipertonija (padidintu kraujospūdžiu). Minėtieji žinduolių inkstų baltymai ir drozofilos akies baltymai yra būdingi tik konkretiems organams. Tai reiškia, kad Neph1 ir Nephrin nėra išplitę visame žinduolių organizme ir jiems nėra artimų ekvivalentų primityvesnių organizmų inkstuose. Roughest ir Hibris daugiausia randami vėlyvosiose vabzdžių, giminingų vaisinei muselei, sudėtinių akių vystymosi stadijose. Stebėtina, bet Neph1 ir Nephrin baltymai labiau panašūs į Roughest ir Hibris baltymus, o ne į kitus žinduolių organizmuose aptinkamus baltymus. "Šių panašių baltymų evoliucija dviejose labai vienas nuo kito nutolusiose organizmų grupėse leidžia manyti, kad šios dvi sistemos – besivystanti musės akis ir besivystantis inkstas - naudoja šiuos baltymus sprendžiant tą patį uždavinį – kaip sukurti sudėtingos, smulkios struktūros audinius iš padrikų ląstelių rinkinio. Klausimai, kuriuos mes kėlėme vaisinės muselės atveju - apie tai, kaip yra rūšiuojamos ląstelės – yra tie klausimai, kurių mes net negalėjome pasvajoti klausti tyrinėdami žinduolių inkstus” teigia Cagan. "Drozofilos akis yra lengviau tiriama ir greičiau besivystanti sistema. Kuomet padaromi atradimai drozofilos organizme, tokie kaip Roughest ir Hibris paskirties nustatymas, tada jau galima tyrinėti žinduolių inkstuose esančius baltymų ekvivalentus, bet tiriama jau turint geresnį supratimą apie vykstančius procesus. Taip galima gerokai paspartinti inkstų susidarymo tyrimus”. Parengta pagal: Scientists see human kidney development through fruit fly eyes
| ||||
Įdomiausi
187
(0)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.jpg)
