A Nature-ben közölt tanulmány új információkat kínál arról, hogyan hatnak a gének az embriófejlődés kulcsfontosságú szakaszaiban
Irvine, Kalifornia, 2000. február 16. – Az UC Irvine kutatói az embriófejlődésben szerepet játszó új molekuláris kölcsönhatást fedeztek fel, amely alapvető információkat szolgáltat a sejtek kommunikációjáról a fejlődés fontos korai szakaszában.
A japán Okazaki Nemzeti Alapvető Biológiai Intézetének tudósaival együttműködve a kutatók új kölcsönhatást azonosítottak a fej, a hát és a központi idegrendszer fejlődését szabályozó molekulák között. Felfedezésük először mutatta meg két kulcsfontosságú növekedést szabályozó gén molekuláinak összekapcsolását, és potenciálisan a sejtrendellenességek jobb megértéséhez vezethet, amelyek vastagbél- és bőrrákhoz vezethetnek.
Eredményeik a Nature február 17-i számában jelennek meg.
"Ez új betekintést ad nekünk abba, hogy a molekulák hogyan működnek a fejlődés döntő fontosságú korai szakaszában" - mondta Ken W. Y. Cho, az UCI fejlődés- és sejtbiológia professzora, aki Hiroshi Shibuyával, az Országos Biológiai Alapvető Intézet munkatársával a kutatás vezető kutatója.
A kutatók két gén, a Wnt és a TGF-ß jelátviteli útvonalát figyelték meg a békaembriók kialakulása során. A fejlesztés során ezek az útvonalak olyan konkrét információkat adnak, amelyek meghatározzák az egyes sejtek szerepét. Ezek a jelek egy sor köztes molekulán, úgynevezett közvetítő molekulán keresztül jutnak el a sejtmaghoz, ahol a génszabályozás megtörténik.
Az UCI kutatói azt találták, hogy a Wnt jelátviteli útvonalból származó két közvetítőmolekula – Lef és b-catenin – és egy molekula a TGF-b jelátviteli útvonal egyik tagjából – Smad4 – kölcsönhatásba lép mind fizikailag, mind funkcionálisan. Ez azt jelenti, hogy a két génpálya kezdeti jelei ezeken a köztes molekulákon keresztül jutnak el a sejtmagba.
"Bár már ismert, hogy ez a két jelátviteli útvonal együttműködik a sejtes események szabályozásában, ez az első alkalom, hogy közvetítő molekuláik fizikailag kölcsönhatásba lépnek egymással, ahelyett, hogy külön működnének" - mondta Cho.
Cho fő kutatási érdeklődése annak a molekuláris tevékenységnek a megértésében rejlik, amely a Spemann-féle szervező kialakulását irányítja, az embrió azon régiója, amely meghatározza, hogy a fej, a gerinc, az idegrendszer és az izmok a megfelelő helyeken fejlődjenek. A Lef, b-catenin és Smad4 molekulák közötti kölcsönhatás befolyásolja a Spemann-féle szervező kialakulását. Ezenkívül ezek a molekulák más sejtaktivitást is meghatároznak a fejlődő és a felnőtt szervezetekben egyaránt.
E molekulák normális működésében fellépő rendellenességeket bizonyos típusú ráktípusokhoz, például bőr- és vastagbélrákokhoz kapcsolták, bár a rákhoz vezető pontos mechanizmus még mindig nem ismert. Ez az új információ hozzájárul ahhoz, hogy a kutatók jobban megértsék, hogyan működnek normálisan ezek a molekulák, ami javítja annak lehetőségét, hogy egy nap jobban megértsék a rákos megbetegedések kialakulását. Cho és Shibuya mellett a tanulmány szerzői Minako K. Hashimoto, Souichi Ogata és Micheline N. Laurent, az UCI Fejlődés- és Sejtbiológiai Tanszékének munkatársai, valamint Michiru Nishita és Naoto Ueno, a National Institute for Basic Fejlődésbiológiai Tanszékének munkatársai Biológia. A tanulmányt a National Institutes of He alth és a Pew Scholars Program finanszírozta.
