Развитием ГМ-эмбрионов научились управлять с помощью света

Образование впячивания под действием синего света
Emiliano Izquierdo et al / Nature Communications
Европейские исследователи научились управлять морфогенезом в процессе развития эмбрионов мух при помощи света. С использованием фотоактивируемого регуляторного каскада, который отвечает за изменение формы клеток, ученые, например, вызвали образование брюшного впячивания на спинной стороне эмбриона. Как поясняют авторы статьи в Nature Communications, cистема управления морфогенезом поможет изучить эмбриональное развитие на уровне отдельных клеток и может пригодиться для инженерии тканей in vitro.
Формирование органов у эмбриона происходит в том числе благодаря тому, что «двумерные» клеточные пласты формируют трехмерные структуры при помощи впячиваний. К примеру, из наружного зародышевого листка путем впячивания (инвагинации) образуется нервная трубка, которая впоследствии развивается в центральную нервную систему животных. Это явление - часть комплексного процесса, называемого морфогенезом.
Процесс впячивания зависит от изменения формы отдельных клеток, которые формируют клеточный пласт. В частности, это сужение клеток в верхней части (апикальное сжатие). Изменение формы, в свою очередь, определяется белками актином и миозином и регулируется рядом внутриклеточных сигнальных каскадов, в том числе по Rho-зависимому пути. Искусственно управляя регуляторными каскадами, исследователи учатся запускать так называемый синтетический морфогенез, который может оказаться полезен в биомедицине при выращивании тканей и органов in vitro.
Исследователи из Европейских молекулярно-биологических лабораторий (EMBL) применили подобную оптогенетическую систему для искусственного управления морфогенезом у эмбриона дрозофилы. Для этого ученые ввели в ДНК мух генетическую конструкцию, кодирующую белок Rho с пришитым к нему фоточувствительным доменом. Под действием света Rho быстро начинал связываться со своим партнером в клеточной мембране. Это в конечном итоге приводило к перестройкам актино-миозинового скелета, формированию апикального сжатия клеток и образованию впячивания в эмбриональном эпителии. Исследователи показали, что место впячивания точно соответствует месту облучения путем направленного формирования «ямок» разной формы — круглых, треугольных и квадратных.
Дарья Спасская