Новое исследование показало, как клетка «решает», какой ей стать

Любой многоклеточный организм состоит из разных типов клеток, которые играют определенные роли, и все они работают вместе, чтобы поддерживать организм. При этом все эти разнообразные типы клеток развились из почти одинаковых стволовых.

В то же время некоторые клетки могут выполнять разные функции. Хорошим примером являются фибробласты кожи, которые образуют слой дермы между слоями эпидермиса вверху и подкожного жира снизу. Фибробласты могут иметь различную специализацию, помогая восстанавливать раны, реконструировать внеклеточное пространство или даже вызывать фиброз.

Сложная система клеточных судеб привлекла множество исследований, но они были в основном сосредоточены на внешних сигналах от микроокружения клетки — что и как влияет на специализацию клетки извне. Группа ученых из Федеральной политехническая школы Лозанны (Швейцария) сосредоточилась на внутреннем поведении клетки.

Исследователи впервые определили, что одним из внутренних факторов, определяющих судьбу клетки, является производство ею липидов — молекул жира. Научная статья была опубликована в Science, кратко о результатах исследования пишет Phys.org.

Ученые обнаружили, что главную роль в определении «судьбы» клетки играют молекулы, называемые «сфинголипиды». Названные в честь мифического Сфинкса, они участвуют в межклеточной коммуникации, а также защищают внешнюю поверхность клетки, образуя барьеры на ее мембране.

Разные конфигурации липидов влекут за собой разные реакции клеток на внешние раздражители, которые, собственно, «подталкивают» их к разным клеточным судьбам, даже если клетки изначально были идентичными. Исследователи обнаружили, что можно полностью перепрограммировать судьбу клетки, просто манипулируя составом ее сфинголипидов.

Ученые также определили, что сфинголипиды программируют метаболизм и работу генов фибробластов с помощью сигнального белка FGF2. Эта молекула участвует во многих процессах, таких как эмбриональное развитие, рост клеток, восстановление тканей и даже рост опухолей. Перепрограммировать клетку можно также воздействуя на эту сигнальную систему.

Таким образом, зная точный механизм того, как из стволовых клеток формируются разные «специализированные», можно не только повернуть этот процесс вспять, но и вырастить необходимые ткани: кожи, печени или сетчатки глаза. Это поможет научным исследованиям, а в перспективе — созданию донорских органов.