Siły mechaniczne odpowiadają za rozwój zarodkowy
Informacje o rozwoju zarodkowym czerpiemy dzisiaj przede wszystkim z badań nad komórkowymi szlakami sygnalizacyjnymi, aktywowanymi w odpowiedzi na bodźce chemiczne. Jednak nasza znajomość mechanizmów cząsteczkowych, których działanie polega na odbieraniu i przetwarzaniu przez komórki sygnałów mechanicznych na sygnały biochemiczne, jest niewystarczająca. Mając to na uwadze, naukowcy z finansowanego ze środków UE projektu BCATENIN_MECHANICS (Mechanical activation of beta-catenin signalling) rozpoczęli badania in vivo nad tym słabo poznanym mechanizmem. W tym celu skupili się na szlaku beta-kateniny, która bierze udział w mechanicznej indukcji różnicowania mezodermy w fazie gastrulacji. Ich celem było lepsze poznanie procesu aktywacji mechanicznej. Wykorzystując Drosophila jako organizm modelowy oraz najnowocześniejsze techniki obrazowania "na żywo", naukowcy odkryli, że szczep wyhodowany w fazie gastrulacji Drosophila osłabia interakcję beta-kateniny z innymi białkami. Ponadto białko to staje się bardziej podatne na fosforylację, a więc zmianę, która jeszcze bardziej hamuje interakcje międzycząsteczkowe beta-kateniny. Obserwacje te wyraźnie wskazują, że w trakcie rozwoju beta-katenina odgrywa rolę podstawowego wykrywacza sił mechanicznych. Porównanie sekwencji cząsteczkowych beta-kateniny u różnych gatunków pokazało, że to czułe na bodźce mechaniczne miejsce zostało w tej sekwencji zachowane. Efekt aktywacji szlaku beta-kateniny u myszy w odpowiedzi na naprężenie mechaniczne można zaobserwować na przykładzie masy kostnej i homeostazy, jak również procesu adipogenezy. Konsorcjum ma w planach rozpoczęcie prac nad zaprojektowaniem sondy fluorescencyjnej do bezpośredniego monitorowania aktywacji mechanicznej w odpowiedzi na ruchy morfogenetyczne w fazie gastrulacji Drosophila. Ustalenia zespołu mogłyby pomóc w badaniach nad rakiem, ponieważ aktywacja mechaniczna beta-kateniny przez komórki guza w zdrowych tkankach ma działanie karcynogenne.
Słowa kluczowe
Siła mechaniczna, rozwój zarodkowy, beta-katenina, Drosophila, badania nad rakiem
