Connect with us

Hi, what are you looking for?

Наука и технологии

Исследование рыбок данио помогает раскрыть происхождение сколиоза

Исследование рыбок данио помогает раскрыть происхождение сколиоза
Исследование рыбок данио помогает раскрыть происхождение сколиоза

Ученые Орегонского университета обнаружили новые ключи к разгадке генетической основы сколиоза, аномального искривления позвоночника.

Исследователи из лаборатории профессора биологии Университета Ордена Дэна Граймса определили два крошечных белка, которые помогают удерживать позвоночник прямо в ключевые периоды развития. У рыбок данио с мутациями в этих белках шипы изогнуты, как у людей со сколиозом.

Команда сообщила о своих выводах 1 декабря в журнале eLife . Лаборатория Граймса входит в состав факультета биологии Колледжа искусств и наук Университета штата Орегон.

Идиопатический сколиоз, который не является результатом основного заболевания, такого как мышечная дистрофия или церебральный паралич , обычно проявляется в подростковом возрасте, часто во время резкого скачка роста. Но есть еще много того, чего исследователи не понимают в сколиозе.

Двуногая поза человека оказывает давление на позвоночник таким образом, которого не могут воспроизвести четвероногие лабораторные животные, такие как мыши и крысы, поэтому было трудно изучать искривление позвоночника в лаборатории.

Но будучи исследователем с докторской степенью, Граймс заметил рыбок данио с изогнутыми шипами, возникшими в результате генетических мутаций. Граймс подумал, что движение рыбы вперед в воде может более точно имитировать силы, действующие на человеческий позвоночник.

Копнув глубже, он обнаружил, что колышущиеся реснички, крошечные волоски, выстилающие позвоночник, толкают вперед спинномозговую жидкость . Движение жидкости через позвоночник было необходимо для поддержания его прямолинейности. Рыбы с мутациями, которые нарушили реснички и, следовательно, плавное движение, в итоге получили изогнутые шипы.

Это новое исследование показывает следующий шаг на пути. Команда показала, что рыбки данио с мутациями в двух определенных белках в конечном итоге имеют изогнутый позвоночник, имитирующий то, что наблюдается у людей со сколиозом.

Два небольших белка производятся нейронами позвоночника. Их производство активируется движущейся спинномозговой жидкостью и, следовательно, ресничками. Исследователи подозревают, что после высвобождения нейронами эти белки затем фиксируются на рецепторах в мышцах, окружающих позвоночник, что, возможно, влияет на то, как эти мышцы поддерживают позвоночник.

Белки, по-видимому, особенно важны в определенные моменты развития. В некоторых своих экспериментах исследователи использовали рыбу, чувствительную к температуре. Изменяя температуру воды в аквариуме, они могли включать и выключать определенные гены в разное время.

«Если мы возимся с ними в подростковом возрасте, мы видим большие изгибы позвоночника», — сказал Граймс. «Это показывает, что этот путь действительно работает на этих стадиях роста, точно так же, как мы наблюдаем у людей, когда сколиоз обычно начинается у подростков».

Затем команда планирует изучить, что происходит дальше на этом пути, в надежде лучше понять основные причины сколиоза.

«Это своего рода загадка, как сам белок попадает к рецептору», — сказала аспирантка Зои Айронс, так что это вопрос для дальнейшего изучения.

Кроме того, результаты могут помочь ученым в более широком понимании формы и функций животных.

«Одним из главных интересов моей лаборатории является понимание того, как небольшие молекулярные процессы порождают большие анатомические формы», — сказал Граймс. «Это хорошая модель для этого, потому что нейроны, мышцы, кости координируются вместе».

Теги: рыба

В тренде