В последние годы исследователи обнаружили важность своего рода антенны, которая находится на большинстве клеток, структуры, называемой ресничкой, которая может улавливать условия окружающей среды и передавать их клетке, а иногда помогает инициировать реакцию. Дефекты ресничек вызывают заболевания, которые в совокупности называются цилиопатиями. Хотя некоторые из этих генетических нарушений довольно редки, вместе взятые, цилиопатии поражают многих людей; по оценкам, примерно у одного из 1000 человек есть цилиопатия, такая как синдром Барде-Бидля (BBS) или синдром Жубера. Поскольку реснички находятся на многих типах клеток, эти нарушения могут проявляться по-разному. Они могут привести к умственной отсталости, потере слуха, заболеваниям почек или нарушениям зрения, а также к другим проблемам со здоровьем. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
В новой научной работе ученые выяснили, как реснички обнаруживают сигналы в клеточной среде. Хотя это было продемонстрировано только на ресничках организмов, таких как водоросли, исследователи теперь также показали, что реснички могут передавать сигналы, которые они обнаруживают, и другим клеткам организмов млекопитающих.
«В этой связи реснички регулируют высвобождение небольших, заполненных жидкостью мешочков, называемых внеклеточными пузырьками. Они содержат биоактивные сигналы, которые улавливаются принимающими клетками, где они контролируют последующие клеточные процессы. В настоящее время мы действительно не понимаем, как именно это работает», — сказала старший автор исследования профессор Хелен Май-Симера из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (JGU).
В ходе этого исследования ученые определили, что в клетках почек млекопитающих реснички являются частью системы, которая работает подобно почтовой доставке; посылка отправляется из одной клетки в другую, а затем вскрывается. Как только это произойдет, содержимое этого пакета инициирует каскад событий в принимающей ячейке.
Когда клетки несут дефектные реснички, например, когда BBS возникает из-за генетической мутации, они высвобождают примерно в четыре раза больше упаковок меньшего размера по сравнению со здоровыми клетками. Когда маленькие пузырьки попадают в клетку назначения, они могут усугубить существующие дефекты. «Дисфункциональные реснички посылают неправильные сигналы, что приводит к ошибочным реакциям в клетках-приемниках», — объяснила Мэй-Симера.
Пакеты или внеклеточные везикулы, которые клетки посылают друг другу, могут содержать молекулы РНК, микроРНК, белки, а иногда и ДНК.
«Очевидно, что дефектные реснички все чаще отправляют более мелкие пузырьки с различным содержанием», — заключил соавтор исследования профессор Ева-Мария Кремер-Альберс из Института биологии развития и нейробиологии JGU.
