Австралийские исследователи сделали неожиданное открытие, которое может изменить наше понимание роли запрограммированной гибели клеток в эмбриональном развитии и врожденных дефектах.
Команда показала, что хотя запрограммированная гибель клеток - или апоптоз - необходима для здорового развития в целом, многие органы и ткани не требуют апоптоза для нормального развития.
Исследование, опубликованное сегодня в высокорейтинговом журнале Cell, также предполагает, что аномалии в процессах гибели клеток, вероятно, способствуют некоторым распространенным врожденным дефектам у людей, таким как расщепление позвоночника, дефекты сердечных сосудов и расщелина неба.
Исследователи Института Уолтера и Элизы Холл д-р Франсин Ке, д-р Ханна Ваньяй, д-р Ангус Коуэн, адъюнкт-профессор Питер Чаботар, адъюнкт-профессор Энн Восс и профессор Андреас Штрассер руководили исследованием.
Связь гибели клеток с врожденными дефектами
Запрограммированная гибель клеток, также известная как апоптоз, представляет собой нормальный процесс, который контролируемым образом избавляет организм от больных, поврежденных или нежелательных клеток, ограничивая побочные эффекты и ущерб для организма.
Апоптоз впервые был описан как играющий роль в эмбриональном развитии в 1940-х годах. За последние 70 лет многочисленные исследования показали, что апоптоз играет решающую роль на большинстве стадий и тканей во время развития.
Однако в этом новом исследовании стало ясно, что апоптоз не так важен во время развития, как считалось ранее, сказал доктор Ке.
Скорее, апоптоз был необходим в определенных местах и в определенные периоды развития, но не нужен в других. Мы определили ткани и органы, которые критически нуждаются в апоптозе для нормального развития, и сделали неожиданное открытие, что многим он вообще не нужен», - сказал доктор Ке.
Это открытие дает четкое представление о связи между аномалиями запрограммированной гибели клеток и некоторыми распространенными врожденными дефектами, включая расщелину позвоночника, дефекты сердечных сосудов и расщелину неба.
«Наше исследование показало, что когда смерть клеток не функционирует должным образом, это обычно приводит к дефектам развития нервной трубки, например, расщеплению позвоночника, дефектам сердечных сосудов и аномалиям лица, таким как расщелина неба», - сказал доктор Ке.
Неожиданное открытие
Доцент Восс сказала, что, по ее мнению, самым большим сюрпризом стало открытие тканей, которые вообще не требуют апоптоза для нормального развития.
В течение некоторого времени широко распространено мнение, что запрограммированная гибель клеток необходима для формирования определенных тканей и структур в процессе развития. Но, к нашему удивлению, во многих тканях, в которых запрограммированная гибель клеток по очень веским причинам считалась абсолютно необходимой, она вообще не требуется.
"Например, считалось, что апоптоз играет особенно важную роль в "выдолблении" полостей тела и протоков во внутренних органах во время развития. Однако мы показали, что - в отсутствие апоптоза - большинство тканей и органов развиваются нормально. Я думаю, исследователи могут удивиться, узнав, насколько точными и ограниченными являются эффекты апоптоза в эмбриональном развитии», - сказал доцент Восс.
Подтверждена функция защиты от смерти
Чтобы определить роль апоптоза в развитии, команда исключила белки, вызывающие смерть, BAK и BAX, а также аналогичный белок BOK, функция которого до сих пор была неясна.
Доктор Коуэн сказал, что исследование подтвердило, что BOK действует как белок, способствующий смерти.
«В этой статье мы раскрыли структуру BOK с помощью австралийского синхротрона и раз и навсегда подтвердили, что BOK является белком, способствующим гибели, который играет важную роль в апоптозе», - сказал доктор Коуэн.