Ученые разработали модель, которая позволяет предсказать движение клеток во время формирования сердца у эмбриона. Опыты на плодовых мушках подтвердили эффективность разработки. Это открывает новые перспективы для понимания развития сердца и других процессов клеточного взаимодействия. Работа опубликована в журнале Biophysical Journal.
Сердце ребенка начинает формироваться на третьей неделе беременности. Клетки, из которых оно строится, происходят из мезодермы, одного из эмбриональных слоев. Они находятся далеко друг от друга и начинают мигрировать, сливаясь в трубку, которая позднее и станет сердцем.
Чтобы орган правильно сформировался, клетки должны точно выровняться и правильно соединиться. Для этого они используют филоподии — похожие на щупальца выросты, которыми клетки «трогают» и захватывают потенциальных партнеров.
«У клеток есть всего несколько мгновений, чтобы определить, совместимы ли они, а молекулярные "друзья" готовы разнять их, если они не подходят друг другу», — рассказал Тимоти Сондерс из Университета Уорика.
Предыдущие работы показали, что белки помогают несовместимым клеткам «развестись», чтобы найти подходящую пару. При этом клетки стремятся к стабильности, то есть к состоянию, в котором они балансируют между стремлением соединиться и сопротивлением деформации.
Основываясь на этих наблюдениях, команда разработала модель, демонстрирующую, как клетки могут находить свое место. Они проверили свое предположение на сердцах плодовой мушки с мутациями и измененным местоположением клеток. Биологи рассчитывали энергию их сцепления и оценивали эластичность тканей. Модель предсказала, как клетки будут сочетаться и перестраиваться, и результаты моделирования соответствовали реальным наблюдениям за эмбрионами.
Команда отмечает, что их модель не только улучшает понимание того, как клетки сочетаются и выравниваются во время развития сердца, но и имеет более широкое применение. Аналогичные процессы взаимодействия и выстраивания клеток имеют решающее значение для нейронных связей, восстановления ран и развития лица, где заминки могут привести к таким заболеваниям, как заячья губа.
Автор: Оксана Гриценко.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
