4257
Нове дослідження демонструє, що механічні властивості мозкової тканини безпосередньо формують хімічний ландшафт розвитку нейронних мереж.
Протягом десятиліть вважалося, що «градієнти сигнальних молекул» — просторові відмінності концентрацій біоактивних сполук — визначають організацію тканин. Однак сучасна «механобіологія» — наука про вплив фізичних сил на клітини — доводить значущість жорсткості середовища. Дослідники з MPZPM, FAU та University of Cambridge з’ясували, як ці рівні регуляції поєднуються. Ключовим медіатором виявився механочутливий іонний канал Piezo1.
Використовуючи модельний організм Xenopus laevis, команда показала, що підвищення жорсткості тканини активує експресію молекул навігації аксонів, зокрема Semaфорину 3A. Цей ефект виникав лише за достатнього рівня Piezo1. «Ми не очікували, що Piezo1 діятиме одночасно як датчик сили та скульптор хімічного ландшафту в мозку», — сказала Єва Піллай з EMBL. Piezo1 інтегрує механічні стимули та регулює транскрипцію сигнальних факторів.
Зниження Piezo1 порушувало не лише сигналізацію, а й тканинну стабільність. Зменшувалася експресія білків клітинної адгезії — NCAM1 та N-кадгерину. Ці молекули забезпечують «клітинну адгезію» — міцне з’єднання сусідніх клітин. «Цікаво те, що Piezo1 не просто допомагає нейронам відчувати своє середовище, а допомагає його будувати», — зазначив Судіпта Мукерджі.
Експерименти з культивуванням тканин у гелях різної жорсткості підтвердили причинний зв’язок. Жорсткіші матриці індукували сильнішу експресію сигнальних молекул навіть на віддалених ділянках. Механічне середовище виступає активним регулятором нейронального розвитку, а не пасивним фоном. «Механічне середовище мозку — це не просто фон, а активний директор розвитку», — підкреслив Крістіан Франце.
Вчені виявили прихований механізм, який контролює хімічні сигнали мозку з’явилася спочатку на Цікавості.
