Совместная исследовательская группа под руководством Университета Кумамото разработала новую систему управления для регулирования морфологии и ориентации клеток, составляющих ткани животных.
Клетки, из которых состоят ткани животных, должны иметь правильную форму и упорядоченное расположение. Это поведение определяется полярностью ячейки, когда противоположные концы ячейки, такие как верхний/нижний или передний/задний, имеют разные свойства. Например, волосы, растущие на поверхности крыльев дрозофилы (дрозофилы), ориентированы в определенном направлении, потому что они растут только из внешней части каждой клетки, образующей поверхность крыла. Это называется плоской клеточной полярностью (PCP).
Ткани не будут формироваться правильно, если нарушено формирование клеточной полярности, а порок развития может привести к развитию различных заболеваний. Более того, поддержание клеточной полярности необходимо для сохранения тканевого гомеостаза. Сбой этого механизма может привести к канцерогенезу и злокачественному раку.
Поскольку формирование клеточной полярности связано с изменением клеточной морфологии, необходимо изменить динамику структуры, определяющей морфологию клетки, цитоскелета. Известно, что изменения в динамике цитоскелета индуцируются внутриклеточными мессенджерами (сигнальными молекулами), и было высказано предположение, что цитоскелет не только получает сигнал во время кинетических изменений, но также может обеспечивать обратную связь через некоторую форму передачи сигнала. Однако механизм, связывающий динамику цитоскелета и сигнальные механизмы, еще не выяснен.
Исследователи из Университета Кумамото сосредоточили внимание на том факте, что сигнальный путь Wnt5a контролирует передне-заднюю полярность (т.е., форма клеток при движении) клеток, полученных из рака шейки матки человека. Они обнаружили ассоциированный с микротрубочками белок Map7/7D1, который связывает сигнальный путь Wnt5a и динамику микротрубочек, связываясь с белком Disheveled (Dsh или Dvl у млекопитающих), передатчиком сигнального пути Wnt5a.
Уже известно, что сигнальный путь Wnt5a необходим для образования PCP в эпителиальных клетках. Поэтому исследователи изучили функцию Map7/7D1 во время образования PCP, используя эпителиальные ткани крыльев Drosophila и яйцеводов мышей. Они обнаружили, что белки, эквивалентные Map7/7D1 и Dvl у дрозофилы, Ens и Dsh, связываются друг с другом, и что Ens контролирует локализацию Dsh на дистальной стороне во время формирования PCP..
Кроме того, Map7/7D1/Ens показал плоско-поляризованное распределение на яичнике/проксимальной стороне в эпителиальных клетках яйцеводов мыши и крыльев куколки Drosophila, соответственно. Поскольку поведение и свойства в клетках (такие как паттерны локализации и связывание с Dvl/Dsh) сохраняются, исследователи предполагают, что функции Map7/7D1/Ens сохраняются и сходным образом наследуются у многих разных видов во время образования PCP. Они полагают, что открыли новую систему контроля морфологии и ориентации клеток тканей.