Учёные раскрыли механизм согласованного роста тканей у эмбрионов рыб
Исследователи из Японии и США обнаружили, что ткани средней линии эмбрионов рыбок данио координируют свой рост во время эмбрионального развития по принципу «лидер-ведомый», используя стратегию, описанную теорией управления формациями. Хорда выступает в роли лидера, в то время как соседние ткани растут и мигрируют вместе с ней в ответ на градиенты факторов роста фибробластов, адгезию клеток, опосредованную кадгерином-2, и механосенсорную сигнализацию Yap.
Учёные смогли воспроизвести это поведение с помощью математической модели, раскрыв принцип, основанный на теории управления, для гармоничного развития тканей в эмбрионах. Исследование, проведённое под руководством доцента Тору Каваниси из Токийского научного института и профессора Шона Мегасона из Гарвардской медицинской школы, было опубликовано 30 июля 2025 года в журнале Science Advances.
С помощью высокоскоростной съёмки и математического моделирования исследователи обнаружили, что клетки тканей-ведомых коллективно перемещаются по поверхности растущей хорды в ответ на градиент сигнальных молекул. Этот процесс вызывает лёгкое механическое растяжение, которое стимулирует деление клеток через механосенсорный белок Yap.
Кроме того, в задней части эмбриона, где происходит новый рост, существуют прочные адгезивные связи между тканями, опосредованные белком кадгерин-2. Эта адгезия позволяет тканям-ведомым регулировать скорость своего удлинения в реальном времени, чтобы соответствовать ткани-лидеру, даже если их собственные скорости роста различаются.
«Наше исследование представляет новый принцип проектирования для скоординированного роста тканей в эмбриональном развитии, показывая, что концепции из теории управления, включая управление формациями, могут быть применены к биологическим системам», — говорит Каваниси.
Эти открытия могут в конечном итоге помочь в подходах к тканевой инженерии и понимании нарушений развития, связанных с проблемами координации тканей.
0 комментариев