Užprogramuota ląstelių mirtis yra neatsiejama embriono vystymosi dalis. Tyrinėdami proceso reguliavimą, Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) Miunchene mokslininkai parodė, kad vadinamosios mikroRNR apsaugo neuronų pirmtakus nuo ankstyvo pašalinimo.
Užprogramuota ląstelių mirtis – apoptozė – yra esminis ir griežtai reguliuojamas procesas, vykstantis visuose aukštesniuose organizmuose. Pavyzdžiui, jis būtinas normaliam embriono vystymuisi, kurio metu perteklinės ląstelės turi būti tvarkingai šalinamos. Barbara Conradt (LMU ląstelių ir vystymosi biologijos profesorė) ir jos komanda tyrė apoptozės vaidmenį embriogenezės metu nematodų kirminų Caenorhabditis elegans, nusistovėjusio eksperimentinio modelio. Dabar jie įrodė, kad maži RNR fragmentai, vadinamieji mikroRNR, atlieka itin svarbią funkciją reguliuojant apoptozę šioje sistemoje – jie yra atsakingi už nervų sistemos pirmtakų išsaugojimą. Naujasis tyrimas paskelbtas žurnale Genes and Development.
C. elegans embriogenezės metu iš stereotipinių ląstelių dalijimosi serijų susidaro pirmtakės, kurių palikuonys diferencijuojasi ir suformuoja specifinius audinius bei organus, pvz., nervų sistemą. Iš viso pagaminama 1090 ląstelių, iš kurių 118 pašalinamos prieš kirminui išsiritant iš kiaušinėlio. Šių specifinių ląstelių sunaikinimas prasideda nuo egl-1 geno, koduojančio vadinamąjį Bcl-2 panašų b altymą ir skatinančio apoptozę, aktyvavimo. Egl-1 koduojanti seka branduolinėje DNR yra transkribuojama į pasiuntinio RNR molekules. Jie eksportuojami iš branduolio į aplinkinę citoplazmą ir pristatomi į ribosomas, kurios paverčia informaciją į atitinkamą EGL-1 b altymą. "Mes sugebėjome parodyti, kad tam tikros mikroRNR slopina šį procesą, sukeldamos egl-1 mRNR sunaikinimą", - sako Conradtas. "Tai užtikrina, kad jokia pirmtakų ląstelė nebus nužudyta, kol ji nespėjo pagaminti dukterinių ląstelių, reikalingų jos giminei tęsti."
mikroRNR yra trumpi RNR fragmentai, kurie atlieka svarbų vaidmenį reguliuojant genų ekspresiją. Jie jungiasi prie specifinių mRNR pagal savo nukleotidų seką, taip užkertant kelią joms prisijungti prie ribosomų ir pažymėti jas skaidymui. „Mes pirmą kartą galėjome kiekybiškai nustatyti – vienos ląstelės lygiu – kaip tam tikros mikroRNR veikia tikslinės mRNR lygius embriono vystymosi metu“, – aiškina Conradtas."Tai yra unikalus mūsų tyrimas." Tirtos progenitorinės ląstelės dalijasi, kad susidarytų dukterinės ląstelės, kurių dydis skiriasi. Mažesnė dukra patiria užprogramuotą ląstelių mirtį, o didesnė diferencijuojasi į neuroną. Kai Conradt komanda genetiškai blokavo specifinių mikroRNR gamybą, egl-1 mRNR lygis progenitorinėse ląstelėse – taigi, tikėtina, gaminamo b altymo žudiko kiekis – žymiai padidėjo. „Priklausomai nuo ląstelių linijos ir naudojamos mutacijos pobūdžio, iki 80 % pirmtakų ląstelių mirė nespėjo dalytis“, – sako Conradt.
Įprastomis aplinkybėmis, kai pirmtako ląstelė yra padalinta, funkcinės mikroRNR, kurias paveldėjo mažesnė dukterinė ląstelė, greitai inaktyvuojamos. Per kelias minutes egl-1 mRNR lygis smarkiai pakyla, todėl galima susintetinti didelius kiekius žudančio b altymo – ir per 30 minučių ląstelė miršta. „Kaip reguliuojama mikroRNR inaktyvacija šio greito perėjimo metu, dar nežinoma“, - sako Conradtas.- Taigi galima tikėtis, kad erdvinis ir laikinis mikroRNR reguliavimas bus būsimų Conradt laboratorijos tyrimų dėmesio centre.
