Исследователи из Центра морских исследований Симода Университета Цукуба и Японского национального института фундаментальной биологии определили белок, который заставляет миллионы крошечных поверхностных органелл двигаться в гармонии, чтобы контролировать скользящую локомоцию гребневиков.
Эти органеллы, называемые гребенчатыми пластинками, бьются скоординированными волнообразными волнами, толкая гребневиков, более известных как гребневики, через океан. При длине менее 2 мм десятки тысяч ресничек сгруппированы на гребенчатых пластинках, которые, в свою очередь, организованы в восемь аккуратных рядов, расположенных вдоль тела желеобразного. При движении гребенчатые пластины преломляют свет, создавая пульсирующую радугу цветов.
В исследовании, опубликованном в этом месяце в журнале Current Biology, исследователи объясняют, что хотя структура подвижных ресничек хорошо изучена, меньше известно о том, как организованы органеллы, и о последствиях небольших структурных различий между видами.
«У гребенчатых медуз соседние реснички на гребенчатых пластинках соединены структурами, называемыми разделяющими ламелями, которые еще недостаточно охарактеризованы», - объясняет ведущий автор исследования Кей Джокура. «Чтобы лучше понять роль этих структур, мы сначала извлекли и исследовали белки, необходимые для формирования разделяющих ламелей».
Один из этих белков, который исследователи назвали CTENO64, ранее не был идентифицирован и не был похож ни на один белок, изученный на сегодняшний день. Интересно, что хотя CTENO64-подобные белки были обнаружены у близкородственных видов, они, по-видимому, уникальны для гребневиков, что, возможно, указывает на то, что они выполняют специфическую роль в передвижении ресничек, адаптированных к морским условиям.
Блокируя экспрессию белка CTENO64 в эмбрионах гребневиков, исследователи показали, что он необходим для образования линкеров, разделяющих ламеллы, и что желе, лишенные этих структур, больше не могут плавать.
«Анализ нокдауна белков подтвердил, что неповрежденные разделяющие ламеллы необходимы для ориентации ресничек на гребенчатых пластинах», - говорит соответствующий автор исследования Кадзуо Инаба. «В отсутствие CTENO64 реснички были смещены, и гребенчатые пластинки начали выбиваться из строя, вызывая аберрантные формы волн ресничек. Это отсутствие гармонии между гребенчатыми пластинками останавливало передвижение гребенчатых медуз».
«Эти результаты важны, потому что они проливают свет на механизмы, управляющие расположением ресничек на гребенчатых пластинах», - объясняет Инаба. «Мы надеемся, что лучшее понимание структурных различий между видами поможет понять, как разные организмы адаптировались к различным водным средам."