ЩЕЛЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ: ЗАМЕЩЕНИЯ КОННЕКСИНОВ

White W., Bruzzone R.
Gap junctions: fates worse than death
Curr.Biol. 2000 V.10. N 18 R685-R688

Щелевые соединения, обеспечивая перенос молекул с мол. массой менее 1000 Дальтон, представляют собой избирательные пути передачи сигналов, чьи свойства предопределяются молекулярным составом коннексинов. Предполагается, что у мутантов некоторые коннексины м. выполнять функцию потерянных, но не в полном объеме. Фактически коннексины представляют собой код, базирующийся на размерах и ионной избирательности, на правилах совместимости доступных коннексинов и точно определенной чувствительности ко втоичным мессенджерам и протеин киназам.
Статья базируется в основном на данных полученных в работе

Plum A, Hallas G, Magin T, Dombrowski F, Hagendorff A, Schumacher B, Wolpert C, Kim J-S, Lamers WH, Evert M, et al.: Unique and shared functions of different connexins in mice. Curr Biol 2000, 10:1083-1091.
Рис
Организация коннексинов в коннексоны, межклеточные канальцы и щелевые соединения. Коннексиновые белки олигомеризуются в коннексоны, которые м.б. гомомерными, если сродержат коннексин одного типа, и гетеромерными, если содержат множественные коннексины. Коннексоны соседних клеток сопоставляются для образования полного межклеточного канальца, который пронизывает две плазматические мембраны (клеточные оболочки). Каждая клетка может давать коннексоны разных типов и тем самым давать или гомотипические или гетеротипические или гетеромерные межклеточные канальцы, которые образуют кластеры в определнных специализированных областях мембран, называемых щелевыми соединениями.
Основные дефекты у Сх43-дефицитных мышей, кардиальные нарушения, оказывались скорректированными при замещении Сх43 на Сх32 (Cx43KI32) или Сх40 (Cx43KI40). Cx43KI32 животные имели дефекты, сходные с теми, что наблюдались у Сх43-дефицитных мышей, но менее выраженными, тогда как сердце у Cx43KI40 мышей развивалось нормально. Проводимость Сх32 канальцев ниже, чем Сх43, напротив проводимость Сх40 канальцев выше, чем Сх43. Сх40 в основном экспрессируется в проводящем миокарде и неспособен давать гетеротипические канальцы с Сх43, который экспрессируется в работающем миокарде. Это предупреждает растекание электрических стимулов между двумя компартментами. Не обнаружено признаков абератного распространения вентрикулярного возбуждения у Cx43KI40 мышей. Это и наблюдение, что Сх45-экспрессирующие клетки предупреждают прямое взаимодействие Сх43 и Сх40, требует своего объяснения.
Cx43KI32 самки неспособны к вскармливанию. Эпителиальный компартмент нормальной молочной железы состоит из 3-х типов клеток, протоковых и альвеолярных эпителиальных клеток, экспресирующих Сх32 и миоэпителиальных клеток, окружающих протоки и альвеолы, которые обычно синтезируют Сх43 (Рис. а). Щелевые соединения между миоэпителиальными клетками являются эффективным путем для синхронизации их контракции и выделения молока альвеолами во время лактации. Так как Сх32 и Сх43 некомпетентны формировать друг с другом канальцы, то развиваются два не сообщающихся компартмента (рис.b) .
Fig

Гипотетическа модификация коммуникационных компартментов в молочной железе. (а) схематическое предствление молочной железы с протоковыми и альвеолярными эпителиальными клетками (голубые), окруженными миоэпителиальными клетками (зеленые). (b) В норме и у мышей Сx43KI40 сообщения между альвеолярными клетками, экспрессирующими Сх32 (красные) и миоэпителиальными клетками, синтезирующими несовместимые коннексины (Сх43 или Сх40, светлоголубые), исключены. (с) У Сх43KI32 мышей Сх32, заместивший Сх43 в миоэпителиальных клетках, ведет к возникновению незаконных путей собщения
У Cx43KI32 мышей Сх32 теперь присутствует и в миоэпителиальных клетках и они теперь сообщаются с альвеолярными, в результате происходит диссипация сигналов, необходимых для координированной контракции (Рис. с). У Cx43KI40 мышей Сх40 не образует гибридных канальцев с Сх32, поэтому дефекта не должно быть.
Кроме того Cx43KI40 и Cx43KI32 мыши стерильны. Известно, что сперматогенные клетки, возникающие из зародышевых клеток, зависят от межклеточных коммуникацций с для инициаци и поддержания сперматогенеза. Идентифицировано 9 коннексиновых мРНК в зардышевых клетках, 8 к клетках Сертоли и 5 в перитубулярных клетках. Сборка структурно различных щелевых соединений дожна подерживать различия в проницаемости для ионов и/или вторичных мессенджеров между клетками Сертоли имежду ними и зародышевыми клетками. Предполагается, что замещенные коннексины или неспособны формировать гетеротипические канальцы, что нарушает общение клеток, обычно экспрессирующих Сх43, с их соседями в критической стадии сперматогенез. Или, наоборот возникают сообщения между обычно сегрегированными типами клеток. Или, в третьих, пропускные свойства вновь образуемых канальцев существенно отличаются от Сх43.
Для правильного созревания гонад самок и контракции гладкомышечных клеток матки во время родов важны щелевые соединения, состоящие их Сх43. Замена коннексинов, по-видимому, не сказывается на созревании фолликулов. Роды протекают более драматически в обоих случаях.
Сайт создан в системе uCoz