Нерви схожі на коріння не тільки зовні. Виявляється, вони ростуть, використовуючи подібні механізми. Подібність між аксонами нейронів і кореневими волосками рослини арабідопсис показали вчені з Медичного інституту Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute) і Національного інституту неврологічних хвороб та інсульту (National Institute of Neurological Disorders and Stroke).
Команда американських нейрофізіологів шукала причини важкого неврологічного захворювання під назвою спадкова спастична параплегія. Хвороба вражає кортікоспінальних нейрони - найдовші нервові клітини. Їх довгі відростки - аксони тягнуться від кори головного мозку вздовж усього спинного мозку і контролюють руху нижніх кінцівок. Неправильне розвиток цих аксонів або їх дегенерація протягом життя призводять до м'язового заціпеніння і слабкості в ногах. Хвороба приймає безліч форм, і вже відомо, що в її розвитку бере участь більше 40 генів.
Джуні Ху, Крейг Блекстоун і їх колеги досліджували механізми утворення внутрішньоклітинної структури під назвою ендоплазматичнийретикулум (ЕР). Це система трубочок і порожнин в цитоплазмі клітини. Усередині трубочок синтезуються білки і ліпіди, які транспортуються по всій клітці для різних цілей. Серед цих речовин є і ті, які забезпечують зростання аксона при його розвитку або пошкодженні.
Формування складної мережі ЕР знаходиться під контролем кількох білків. Безпосередньо беруть участь в цьому білки ретікулони і білки сімейства DP1. Саме вони забезпечують трансформацію подвійного ліпідного шару мембрани у вигляді шпильки для освіти трубочки. Але в цьому процесі задіяні і інші речовини.
Вчені встановили, що білок атластін - необхідний компонент формування трубочок ЕР. Вони використовували витяжку з головного і спинного мозку щурів і антитіла зі специфічним фарбуванням на білки, щоб показати взаємодію молекул атластіна з «трубочкообразующімі» білками ретікулонамі і білками сімейства DP1.
Атластін необхідний для того, щоб трубочки ЕР могли галузитися. Біологи встановили, що нестача або надлишок атластіна змінює форму трубочок і, найголовніше, характер їх розгалуження - виникали довгі неветвящиеся трубочки.
Біологи знайшли, що білок концентрується саме в трубочках ЕР, але не в плоских порожнинах. Саме з ним пов'язано порушення будови ЕР, що веде до патології аксонів і стає причиною параплегії. Коли ЕР втрачає своє складне ветвящееся будова, він стає нездатним підтримувати зростання аксонів.
ЕР - необхідна частина клітин не тільки людини, але і рослин, і одноклітинних. Утворюється він за такими ж механізмами, та й контролюється подібними білками. Так, у дріжджів вчені знайшли гомологічний атластіну білок Sey1p, а у рослин - білок RHD3.
Кілька років тому інші дослідники на рослині арабідопсис продемонстрували, що RHD3 дуже важливий для правильного росту кореневих волосків. Це вирости клітин поверхневої зони кореня, що збільшують її поглинаючу здатність. У рослини, мутантного з цього гену, утворюються короткі звивисті кореневі волоски.
Джуні Ху і колеги показали, що білок арабидопсиса RHD3 діє за тим же механізмом, що і атластін ссавців. Він таким же чином бере участь у формуванні розгалужених трубочок ЕР.
Таким чином, різні білки у різних організмів відіграють одну і ту ж роль у формуванні ЕР. І наслідки нестачі цих білків ведуть в одному випадку до дефекту зростання кореневих волосків, а в іншому - до дефекту росту нервів.
Відкрили подібна схожість вчені припускають, що арабідопсис міг би стати зручною моделлю для вивчення параплегії. Якщо визначити, які речовини нормалізують ріст кореневих волосків у мутантів арабидопсиса, то можна вказати шлях для пошуку засобів лікування хвороби.
За матеріалами: Infox.ru