Ученые выяснили, что изменение процесса регулируемой смерти клеток нервной системы может быть важным эволюционным фактором.
В процессе развития головного мозга многие нейроны запускают процесс апоптоза — регулируемой запрограммированной клеточной гибели. Это является важной частью регуляторного механизма, удаляющего лишние клетки из организма. В отдельных областях мозга апоптоз может охватывать до половины нервных клеток.
Исследователи из Института Фрэнсиса Крика в Лондоне, Лозаннского университета и Института химической экологии имени Макса Планка показали, что если остановить процесс клеточной гибели на определенных стадиях, то из не до конца умерших клеток можно получить новые нейронные сети. Статья об этом опубликована в издании Science Advances.
В качестве объекта для экспериментов ученые выбрали плодовых мушек. У насекомых при помощи генетических манипуляций ингибировали последнюю стадию апоптоза в нейронах обонятельной системы. Образовавшиеся при таком незавершенном процессе самоуничтожения «зомби-клетки» затем снова возвращались к функциональному состоянию и были способны участвовать в определении запахов.
Однако исследователи обнаружили интересный нюанс. Рецепторные белки на поверхности нейронов, образованных «зомби-клетками», отличались от белков на мембранах «обычных» нейронов. Так, некоторые восстановленные нервные клетки челюстных щупиков мух экспрессировали рецепторы углекислого газа. Подобные рецепторы, например, есть у малярийных комаров, что позволяет им реагировать на дыхание человека и животных.
По словам ученых, такой феномен косвенным образом указывает на общего предка плодовых мушек и малярийных комаров, который обитал на Земле около 250 миллионов лет назад. «Апоптоз является одним из факторов, благодаря которым комары и плодовые мушки со временем адаптировались к своей среде обитания», — подытоживает руководитель исследования Люсия Прието-Годино.
Работа ученых показывает новые подробности эволюции различных насекомых. Исследователи полагают, что изменения в моделях гибели клеток нервной системы приводят к формированию новых, до определенного момента не свойственных виду популяций нейронов. Это дает существам возможность приспосабливаться к новым вызовам окружающей среды.
Автор: Полина Гершберг