Учёные обнаружили скрытую силу, которая помогает «прокладывать проводку» в мозге

Международная группа исследователей обнаружила, что жёсткость ткани мозга может контролировать выработку важных сигнальных молекул, направляющих рост нейронов. Работа, опубликованная в журнале Nature Materials, раскрывает прямую связь между механическими силами и химической сигнализацией в развивающемся мозге.

Учёные использовали эмбрионы шпорцевой лягушки (Xenopus laevis) в качестве модельного организма. Эксперименты показали, что повышение жёсткости ткани запускает производство молекул-ориентиров, например, Semaphorin 3A. Этот процесс контролируется механочувствительным белком Piezo1.

«Мы не ожидали, что Piezo1 будет действовать и как датчик силы, и как скульптор химического ландшафта в мозге», — сказала соавтор исследования Ева Пиллай. — «Он не только обнаруживает механические силы — он помогает формировать химические сигналы, которые направляют рост нейронов».

Белок Piezo1 также играет ключевую роль в поддержании структуры самой ткани мозга. При его снижении падает уровень важных белков клеточной адгезии (NCAM1 и N-кадгерина), которые «склеивают» клетки, обеспечивая стабильность архитектуры ткани.

«Наша работа показывает, что механическая среда мозга — это не просто фон, а активный режиссёр развития», — отметил старший автор работы Кристиан Франце.

Открытие имеет широкое значение для биологии развития и медицины. Ошибки роста нейронов связаны с врождёнными и нейроразвивающими расстройствами, а жёсткость тканей — с такими заболеваниями, как рак. Понимание того, как механические силы формируют химическую сигнализацию, открывает новые направления для исследований и потенциальных методов лечения.