Механические силы управляют химическими сигналами в развивающемся мозге
Учёные обнаружили фундаментальную связь между механическими свойствами тканей и химической сигнализацией в развивающемся мозге. Исследование, опубликованное в Nature Materials, показывает, что жёсткость ткани регулирует выработку ключевых сигнальных молекул, направляющих рост нейронов.
Международная команда из Центра физики и медицины Макса Планка, Университета Эрлангена — Нюрнберга и Кембриджского университета использовала эмбрионы шпорцевой лягушки (Xenopus laevis) в качестве модели. Они выяснили, что белок Piezo1, чувствительный к механическим силам, выступает в роли «сенсора и скульптора» химической среды мозга.
«Мы не ожидали, что Piezo1 будет действовать и как датчик силы, и как формирователь химического ландшафта в мозге», — сказала соавтор исследования Ева Пиллай.
Повышение жёсткости ткани индуцировало экспрессию сигнальной молекулы семафорина 3A, но только при достаточном уровне Piezo1. Кроме того, снижение уровня Piezo1 ослабляло механическую целостность ткани, уменьшая количество белков клеточной адгезии, которые «склеивают» клетки.
«Что захватывающе, так это то, что Piezo1 не просто помогает нейронам чувствовать окружающую среду — он помогает её строить», — отметил соавтор Судипта Мукерджи.
Открытие имеет широкие последствия для биологии развития и исследований болезней. Нарушение роста нейронов связано с врождёнными расстройствами, а жёсткость тканей играет роль в прогрессировании рака. Понимание связи между механикой и химией мозга открывает новые пути для медицинских подходов.
«Наша работа показывает, что механическая среда мозга — это не просто фон, а активный режиссёр развития», — заключил старший автор работы Кристиан Франце.
0 комментариев