Предшественники висцеральной мезодермы формируются, когда продукты генов decapentaplegic (dpp) и hedgehog (hh) действуют в комбинации, активируя bagpipe (bap), продукт которого принадлежит к NK классу гомеодоменовых белков.

Weiss и др. скринировали гены Drosophila, которые контролируются геном Tinman (Tin), др. членом NK класса гомеодоменовых белков и важным регулятором развития висцеральной мезодермы. Авт. установили, что хотя и достаточен, Tin не является обязательным для экспрессии jeb в клетках предшественниках. Ген jeb экспрессируется в предшественниках соматических мышц со стадии 8-12 эмбрионального развития Drosophila, но белок Jeb не нужен для развития соматических мышц.

Weiss et al. наблюдали jeb мутантов и установили, что у них не обнаруживается дифференцированная висцеральная мезодерма, хотя др. мышеыные компоненты мезодермы развиваются нормально. Предшественники висцеральной мезодермы специфицируются у мутантов, но они не способны мигрировать и не дифференцируются для образования висцеральной мезходермы. Авт. предположили, что у jeb мутантов эти предшественники приобретают судьбу соматических мезодермальных клеток, т.к. не обнаруживается признаков апоптоза у мутантов и выявляется увеличение количества ядер в предшественниках соматических мышц.

Предшественники соматических мышц, в которых продуцируется Jeb, расположены рядом с предшественниками висцеральной мезодермы, которые зависят от функции Jeb. Jeb содержит секреторные сигнальные последовательности и типа A повторы рецептора LDL. Авт. предположили, что Jeb секретируется клетками соматических предшественников и что он действует во внеклеточном компартменте. Они подтвердили это, показав, что Jeb секретируется клетками культуры тканей и что bap-экспрессирующие предшественники висцеральных мышц, которые не экспрессируют jeb, но зависят от функции jeb function, содержат белок Jeb. Накопление Jeb осуществляется с помощью рецепторами-обусловленного эндоцитоза. Этот эндоцитоз нуждается в типа A повторах рецептора LDL в белке Jeb; в dynamin-related GTPase, Shibire, которая необходима для микротрубочками-обусловленного эндоцитоза; и, возможно, в Jeb-специфическом рецепторе.

Авт. экспрессировали Jeb в предшественниках висцеральных мышц у jeb-мутантных эмбрионов. Они установили, что его экспрессия восстанавливает дифференцировку этих клеток-предшественников, но что миграция предшественников остается по-прежнему дефектной. Weiss и др. предположили, что Jeb действует как сигнал, и что будучи секретированным предшественниками соматических мцшечных клеток, он передает позиционную информацию предшественникам висцеральных мышц.

Jeb необходим для развития мышц средней кишки Drosophila. Он действует как позитивный миграторный или дифференцирующий сигнал для предшественников висцеральной мезодермы. Weiss et al. показали, что jeb мРНК экспрессируется в эмбриональной нервной системе и что Jeb м. транспортироваться вдоль аксонов. Авт. изучают теперь Sco-spondin у мышей, секретируемый белок, который очень сходен с Jeb в функционально важной области повторов рецептора LDL.

Jeb-Alk

Lee, H. -H. et al. Jelly belly protein activates the receptor tyrosine kinase Alk to specify visceral muscle precursors. Nature 425, 507-512 (2003) | Article | PubMed | ISI | ChemPort

Englund, C. et al. Jeb signals through the Alk receptor tyrosine kinase to drive visceral muscle fusion. Nature 425, 512-516 (2003) | Article | PubMed | ISI | ChemPort

WEB SITE
Manfred Frasch's laboratory | Ruth Palmer's laboratory

During organogenesis, inductive signals by several well-characterized signalling molecules, such as Hedgehog and Wingless, generate clusters of visceral-mesoderm precursors. The secreted protein Jelly belly (Jeb) is essential for visceral-mesoderm development during Drosophila melanogaster embryogenesis. It is taken up by visceral-mesoderm precursors, but the consequential signalling events during muscle development have not been defined. Now, though, two papers in Nature — by Lee et al. and Englund et al. — report the identification of a receptor and a signalling pathway downstream of Jeb.

Jeb

Предшественники висцеральной мезодермы представлены мышечными основателями (founders) и компетентными к слиянию миобластвами. Founder клетки, которые рекрутируют компетентные к слиянию миобласты, экспрессируют ген слияния миобластов dumbfounded (duf) и T-box ген org-1; a компетентные к слиянию клетки экспрессируют др. ген слияния, Sticks and stones (sns). Lee et al. показали, что избыточная экспрессиия Jeb активирует duf и org-1, и подавляет sns, это указывает на то, что потенциальной ролью Jeb является участие в спецификации founder клеток. У jeb-мутантных эмбрионов висцеральные founders не специфицируются.

Т.к. extracellular signal-regulated protein kinase/mitogen-activated protein kinase (ERK/MAPK) путь является необходимым в клоне соматических мышц для спецификации founder cells, Lee et al. изучали этот сигнальный путь в висцеральной мезодерме. И Lee et al. и Englund et al. нашли, что ERK/MAPK активируется в предшественниках висцеральной мезодермы. В самом деле активированный ERK/MAPK отсутствует у jeb мутантов. На этом основании активация ERK/MAPK д. восстанавливать jeb мутанты — и это действительно так.

Как же Jeb передает сигналы ERK/MAPK? Рецепторная тирозин киназа Alk экспрессируется в клетках ранней висцеральной мезодермы непосредственно по соседству с клетками соматической меозодермы, которые экспрессируют jeb. Более того, активированные ERK/MAPK обнаруживаются в клетках, которые экспрессируют Alk и которые принимают Jeb. Эти наблюдения указывают на то, что Alk является рецептором Jeb. Обе группы показали, что в отсутствие Alk,эмбрионы напоминают jeb-мутантных эмбрионов. Более того, эктопическая экспрессия Alk — особенно при использовании конституитивно активной версии, которая напоминает человеческий ALK онкоген (который вносит вклад в non-Hodgkin's lymphoma) — нормализует фенотип мутантов jeb. В отсутствие активности Alk и у jeb-мутантных эмбрионов, duf больше не экспрессируется в клетках muscle-founder.

Englund et al. сообщили, что Jeb и Alk ко-иммунопреципитируются и что это зависит от внеклеточного домена Alk. Подтвердждено взаимодействие с высоким сродством Alk–Jeb. Englund et al. показали также, что хотя киназная активность Alk не нужна для связывания Jeb она необходима для Jeb, чтобы попасть в клетки вицеральной мезодермы и для последующей деградации Jeb's — точковые мутации в каталитическом домене предупреждают поступление Jeb.

Alk , следовательно, является рецептором — или частью рецепторного комплекса — который связывает Jeb и затем передаёт сигналы через ERK/MAPK, чтобы специфицировать судьбу клеток-основателей висцеральной мезродермы. So Jelly-belly signalling seems to be taking shape.