Похожие статьи
Новое исследование под руководством Кинга, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что один-единственный фактор (кодирующий ген белка, известный как Sox8) может заставить клетки, не являющиеся ушными, принять форму уха во время эмбрионального развития.
Полученные результаты не только демонстрируют, как решения о судьбе клеток регулируются в эмбрионе, но также могут служить основой для перепрограммирования и регенеративных стратегий при пороках развития уха.
Внутреннее ухо, отвечающее за слух и равновесие, критически важно для общения с окружающей средой. У людей пороки развития уха имеют пожизненные последствия, в то время как возрастные дефекты слуха затрагивают значительную часть населения. В настоящее время не существует методов лечения, которые включают биологические подходы — только слуховые аппараты или кохлеарные имплантаты, поскольку то, как ухо обычно развивается, до конца не изучено, и многие из контролирующих факторов плохо охарактеризованы.
Исследователи с факультета стоматологии, челюстно-лицевой хирургии Университета Кингса в сотрудничестве с коллегами из Института Фрэнсиса Крика изучили самые ранние этапы развития уха, чтобы определить, что заставляет клетки превращаться в клетки уха и что отличает их от клеток, которые формируют другие органы чувств.
«Развитие уха — увлекательный процесс, и наши результаты обеспечивают фундаментальную основу для понимания того, как мультипотентные предшественники становятся окончательными клетками уха при нормальном развитии и какие процессы идут наперекосяк при заболевании», — рассказывает доктор Айлин Летиция Буцци, ведущий автор исследования.
Внутреннее ухо взрослого человека имеет очень сложную анатомию. Оно содержит много различных типов клеток, таких как сенсорные волосковые клетки, которые получают звуковую и балансовую информацию из внешнего мира и преобразуют ее в электрический сигнал, который передается в мозг нейронами кохлеарно-вестибулярного узла. Поддерживающие клетки помогают волосковым клеткам выполнять их роль, в то время как другие клетки специализируются на обеспечении правильного состава жидкостей внутреннего уха.
Несмотря на эту сложность, во время развития эмбриона ухо развивается из простого листа клеток, которые сначала образуют пузырь, постепенно превращающийся во взрослую структуру. Пока это происходит, разные типы клеток дифференцируются в нужном месте и в нужное время. Это невероятно сложно и требует координации многих различных процессов.
«Примечательно, что один фактор транскрипции может активировать «программу уха» в клетках, которые обычно никогда не образуют ухо. Наши результаты могут проложить путь к перепрограммированию любой клетки в направлении идентификации уха в будущем «, — сказала профессор Андреа Стрейт, автор-корреспондент и руководитель Центра черепно-лицевой и регенеративной биологии.
Используя комбинацию различных методов, начиная от эмбриологических подходов и заканчивая новейшими молекулярными методами, команда Кинга определила единственный фактор, который инициирует программу ear: фактор транскрипции Sox8. Факторы транскрипции регулируют другие гены, чтобы убедиться, что они экспрессируются в нужных клетках в нужное время и в нужном количестве на протяжении всей жизни клетки и организма.
Экспрессия Sox8 в «неушных» клетках, которые обычно генерируют другие органы чувств, заставляет их образовывать пузырьки, выглядящие как ушные пузырьки и имеющие генетический состав, сходный с нормальными ушными пузырьками. Что еще более удивительно, их можно найти не только рядом с нормальным ухом, но и по всей голове, и они генерируют нейроны, подобные нормальному уху. Это ключевое открытие, поскольку впервые фактор не только индуцирует морфологические изменения, которые происходят во время нормального формирования уха, но и активирует программу для производства специализированных типов клеток в ухе: нейронов.
Будущие исследования должны будут определить, как работает Sox8, и работает ли он сам по себе или с сопутствующими факторами. Авторы надеются, что это приведет к перепрограммированию других клеток в клетки уха и послужит основой для регенеративной стратегии при пороках развития уха.
Эксклюзивный перевод*
Ведущий автор рубрик «образование», «аналитический блог», «психология». Также занимаюсь переводами с зарубежных источников. Считаю, что от ошибки никто не застрахован, но настоящие СМИ распространяют и комментируют информацию, в достоверности которой они убеждены и источники которой они хорошо знают.
