Превращение единственной клетки в сложный организм со специализированными тканями и органами требует ювелирной координации процессов. Тем не менее, механические сигналы, управляющие этим развитием — воздействия клеток друг на друга и окружающую среду посредством сжатия и растяжения, — долгое время оставались неразгаданными.
Исследователи факультета биомедицинской инженерии Рочестерского университета совершили значительный шаг вперёд, изучив механику взаимодействия клеток с внеклеточным матриксом. Этот уникальный биополимер, продуцируемый клетками, служит строительной основой для формирования сложных биологических структур.
Эррера-Перес — ведущий автор исследования — подчеркивает: «Раньше мы фокусировались лишь на внутренних механических сигналах клетки, как её сокращение. Теперь понятно: внешняя среда, особенно внеклеточный матрикс, генерирует не менее значимые воздействия».
Учёный и её команда изучат удивительные вязкоупругие свойства матрикса, позволяющие ему радикально перестраиваться при развитии организма. Отдельный фокус — механизмы обратной связи между клетками и матриксом, а также на то, как сигналы передаются между соседними клетками. Инновационные оптогенетические методы позволят активировать и деактивировать белки в клетках плодовых мушек, фиксируя динамику изменений.
По мнению Эрреры-Перес, расшифровка фундаментальных принципов развития организма открывает уникальные перспективы: глубокое понимание малоизученных нарушений эмбриогенеза и прогресс в регенеративной медицине для лечения возрастных болезней.
«Многие заболевания зрелого возраста — это повторение сбоя в процессах, управляющих эмбриональным развитием, — отмечает исследователь. — Рак или нарушения регенерации — результаты тех же базовых принципов, которые в своё время дали сбой».
Источник: scientificrussia.ru
