Новое исследование учёных из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл показало, что клетки, формирующие наши органы, могут быть гораздо более подвижными и координированными, чем считалось ранее. Исследование [опубликовано](https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu3741) в журнале Science Advances.
Используя плодовых мушек в качестве модели, исследователи обнаружили, что будущие мышечные клетки ползают по поверхности развивающегося семенника и активно формируют его окончательную форму. Эти динамичные клетки не работают в одиночку; они координируют свои движения с помощью системы связи, которая ранее обычно ассоциировалась с [развитием мозга](https://phys.org/tags/brain+development/).
«Хотя считалось, что форму большинства органов придают статичные клетки, похожие на кирпичи, наше исследование подчёркивает важную роль динамичных, мигрирующих клеток и того, как они совместно формируют живые ткани», — сказал доктор Майк Бишофф, первый и соавтор исследования, постдокторант в лаборатории Пайфера в UNC-Chapel Hill.
Учёные давно знают, что в формировании органов участвуют два основных типа клеток: относительно неподвижные эпителиальные клетки (как кирпичи в стене) и гибкие, высокомобильные мезенхимальные клетки. Команда хотела лучше понять, как эти мигрирующие клетки координируются в группе для формирования тканей во время развития.
Одним из самых удивительных открытий исследования стало то, что эти клетки полагаются на сигнальную молекулу, которая лучше всего известна тем, что обеспечивает связь в мозге. Это предположение говорит о том, что совершенно разные органы, такие как мозг и семенник, могут использовать схожие системы для своего формирования.
Исследователи сосредоточились на семенниках развивающихся [плодовых мушек](https://phys.org/tags/fruit+flies/), которые начинаются в форме овала, но со временем закручиваются в спираль. Они обнаружили, что клетки-предшественники мышц физически ползают по поверхности и позже сжимаются вокруг семенника, формируя его снаружи. Живая визуализация позволила им наблюдать этот процесс в режиме реального времени, что стало значительным шагом вперёд по сравнению со статическими снимками тканей, использовавшимися в большинстве прошлых исследований.
«Если мы хотим понять, как формируются органы, мы должны наблюдать за процессом в действии», — сказал Бишофф. «Пытаться разобраться в этом по статичным изображениям — всё равно что изучать правила баскетбола по горстке скриншотов — вы упустите всю хореографию».
Работа имеет далеко идущие последствия. Понимание того, как мобильные клетки координируются для формирования тканей, может предложить новое понимание того, как формируются органы и что может пойти не так при нарушениях развития.
Поскольку раковые клетки являются ещё одним примером мезенхимальных клеток, изучение того, как эти клетки движутся и общаются, также может помочь учёным понять, как опухоли растут и распространяются.
«Мезенхимальные клетки часто упускаются из виду при изучении развития органов, но они невероятно динамичны и влиятельны», — сказал доктор Марк Пайфер, старший и соавтор исследования, профессор биологии и член Комплексного онкологического центра Лайнебергера в UNC-Chapel Hill. «Наблюдая за ними в реальном времени, мы раскрываем, как клетки общаются и сотрудничают для создания сложных структур — и что происходит, когда что-то идёт не так».
В исследовательскую группу также входили Дженивев Нортон и Сара Кларк, постбакалаврские исследователи в лаборатории Пайфера.
Предоставлено [Университетом Северной Каролины в Чапел-Хилл](https://phys.org/partners/university-of-north-carolina-at-chapel-hill/)