Рис.1. | Dictyostelium discoideum morphogenesis.
Рис.2. | Sorting of differentiating cells within the mound.
Рис.3. | Pattern formation in fingers, slugs and early culminants.
Рис.4. | The fruiting body or culminant.
Рис.5. | Spatial localization of signalling components that are required for cell polarization and chemotaxis in Dictyostelium discoideum.
Рис.6. | Regulation of the prestalk pathway.
Рис.7. | A comparison of GSK3 signalling pathways and regulation of developmental fate choice in D. discoideum, mammals and C. elegans.
| Мы только начинаем понимать молекулярные механизмы, лежащие в основе движений клеток и тканей во время морфогенеза метазоа. Dictyostelium discoideum является ценной модельной системой для понимания этих событий — т.к. она обладает хемотаксисом — несмотря на множество различий, которые существуют между этими социальными амёбами и более сложными организмами. Генетические и геномные исследования, в комбинации с real-time imaging, позволили идентифицировать ключевые пути, которые регулируют морфогенезом D. discoideum, и которые выполняют, скорее всего, сходные роли и у метазоа.
Развитие Dictyostelium discoideum инициируется голоданием, которое индуцирует хемотаксис у индивидуальных клеток к агрегации, в результате возникает организм, состоящий примерно из 100,000 клеток.
Дифференцировка в два главных типа клеток, клетки предножки (prestalk) и предспоры (prespore) первоначально базируется на фазе клеточного цикла, когда индивидуальные клетки исчерпали питательные вещества, но м.б. впоследствие модифицирована и регулируется с помощью дополнительных сигналов. Напр., морфогены cyclic AMP и differentiation-inducing factor-1 (DIF-1) облегчают, соотв., распределение клеток предспоры и предножки, а Wnt-подобный путь индуцирует дифференцировку предспоры путём активации glycogen-synthase kinase-3 (GSK3).
Миграция клеток внутри агрегата ответственна за инициальный сортинг клеток предножки в кончик агрегата и затем за последующий морфогенез. Механизмы направленного движения клеток, которые ответственны за миграцию отдельных клеток, чтобы сформировать инициальный агрегат, ответственны также за перемещение в контексте многоклеточной ткани.
Реципрокная временная локализация и активация phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) и phosphatase and tensin homologue (PTEN) обеспечивает полярность клеток, отвечающих на сигналы хемотексиса, и ведет к регуляции полимеризации актина на ведущем крае и сборке миозина-II в латеральном кортексе.
Контроль кортикального натяжения, которое обеспечивается myosin II и белками, ассоциированными с актином, важен для миграции клеток в контексте трехмерной ткани. Myosin-II мутанты неспособны противостоять силам, которые продуцируются межклеточной адгезией.
Химерные организмы, которые м. б. легко получены за счёт ко-агрегации двух различных линий D. discoideum, таких как green fluorescent protein (GFP)-нагруженные мутанты или флюоресцентно маркированные клетки prespore или prestalk, являются способом непосредственного тестирования роли миграции и адгезии в специфических аспектах морфогенеза.
|