Генетики из Университета Южной Калифорнии обнаружили ген, который необходим для нормального роста зародыша. Кодирующий фермент PRKCI, относящийся к протеинкиназам, указывает клеткам, как им правильно организоваться, чтобы сформировать сферы и трубки на ранних этапах эмбрионального развития. Пресс-релиз исследования опубликован на сайте университета 13 июня.
В своих экспериментах ученые использовали стволовые клетки мышей для создания искусственных зародышей (так называемых эмбриоидных тел) — биологических структур, которые имитируют ранее развитие зародышей или отдельных органов в чашках Петри. В эмбриоидных телах часть клеток организуются в эпителиальную ткань, которая отделяет наружную среду от внутренней. При этом каждая клетка ориентируется таким образом, что ее апикальный (верхний) конец образует поверхность тела или органа, а базальный (нижний) — примыкает к другим клеткам.
Ученые выяснили, что без гена PRKCI стволовые клетки оказываются неспособными выстраиваться в базально-апикальном направлении, что приводит к тому, что полости в эмбриоидном теле не образуются. В то же время другие процессы, необходимые для формирования органов и тканей, такие как пролиферация или программируемая смерть клеток, оказываются незатронутыми. Это навело исследователей на мысль, что PRKCI оказывает весьма специфическое воздействие, влияя только на ориентацию (полярность) эпителиальных клеток.
Генетики также обнаружили, что можно восстановить правильное развитие эмбриона, если смешать равные пропорции клеток, как имеющих PRKCI, так и не обладающих им. Клетки с функционирующим геном, таким образом, посылают своим дефектным «собратьям» неизвестные биохимические сигналы, помогающие тем правильно ориентироваться. По словам ученых, идентификация поляризационного сигнала может помочь разработать методы перестройки дезориентированных клеток, которые часто обнаруживаются в раковых опухолях легких, молочной железы и простаты.