Концепция морфогенов, т.е. сигнальных молекул, секретируемых одним набором клеток и затем движущихся прочь от источника, создавая градиент, который используют др. клетки, известна давно. Но как движутся морфогены? Имеется несколько теорий - от диффузии до активного транспорта через каждую клетку - и каждая имеет определенное подтверждение. Работа в Development, Lin и др. подтверждает идею, что морфогены м. передаваться от клетки к клетке в виде молекулярной эстафеты.

Авт. изучали Hedgehog сигнальный белок, который участвует в формировании паттерна тканей у многих животных. Др. белок, Tout-velu (Ttv), как известно, необходим для того, чтобы Hedgehog перемещался через поля клеток у плодовых мух. Эта потребность, как полагают, связана определенным образом со способностью Ttv's модифицировать простые предшественники, чтобы генерировать heparan sulphate proteoglycans (HSPGs) клеточной поверхности. Lin и др. впервые удалось идентифицировать HSPGs, которые необходимы для передачи сигналов Hedgehog.

Одна категория HSPGs представлена глипиканами Dally и Dally-like (Dly), авт. получили нулевые аллели по генам, кодирующим эти белки. Они установили, что Dally и Dly необходимы, но, по-видимому, функционально перекрываются в передаче сигналов Hedgehog в крыльях плодовых мушек: инактивирование обоих белков, но не одного из них, даёт фенотип, сходный с тем. что возникает в результате потери Hedgehog. Используя western-blot анализ, было также установлено, что Dally и Dly являются субстратами для Ttv. Всё это указывает на то, что Ttv , по-видимому, осуществляет своё влияние на передачу сигналов Hedgehog посредством этих белков.

В развивающихся крыловых дисках Hedgehog обычно перемещается из своего источника в заднем компартменте к воспринимающим клеткам в переднем компартменте. Когда Lin и др. генерировали узкую полоску Dally- и Dly-дефицитных клеток между сигнализирующими и воспринимающими клетками, то характерная транскрипционная реакция на Hedgehog не обнаруживалась у реципиентов. Это указывает на то, что Hedgehog не диффундирует свободно, а скорее передаётся в виде эстафеты от клетки к клетке способом, зависящим от Dally и Dly. Авт. показали также, что Hedgehog вряд ли транспортируется в каждую клетку и выходит с др. стороны, т.к. когда эндоцитоз ингибирован с помощью мутации моторного белка dynamin, то передача сигналов Hedgehogне снижалась.

Авт. полагают, что когда Hedgehog высвобождается из клеток, которые его продуцируют, то он прикрепляется к Dally и Dly на клеточной поверхности. Вариации в концентрации гарантируют, что Hedgehog будет создавать градиент от одного HSPG к другому и от одной клетки к другой. Наличие подобного механизма не исключает возможности того, что воспринимающие клетки м. выдвигать длинные 'пальчики' чтобы улавливать сигнал.

См. также:

Spatially organized gene expression determines developmental events