Одна из самых ранних и наиболее важная стадия развития позвоночных - создание организующего центра - может быть определена по действию двух microRNAs (miRNAs). Это первое описание miRNAs - которые хорошо известны по их эффектам на экспрессию генов - участвующих в выборе клеточных клонов и может служить одним из примеров таких молекул, выполняющих важные функции в формировании эмбрионального паттерна.

Шпемановский организатор был предметом интенсивных исследований с момента его открытия более 100 лет тому назад, эта часть эмбриона позвоночных запускает формирование паттерна всего остального. Положение организатора первоначально предопределяется с помощью асимметрической передачи сигналов WNT; это каким-то образом закладывает градиент передачи сигналов Nodal, которая наивысшая в дорсальной части эмбриона, где д. сформироваться организатор. Группа, руководимая Stefano Piccolo нашла,что две miRNAs расположены в точке пересечения этих двух сигнальных путей, чтобы гарантировать, что передача сигналов Nodal будет ограничена дорсальной областью эмбриона.

Авт. идентифицировали две miRNAs в эксперименте, предназначенном для тестирования, могут ли экстрагированные miRNAs из гаструлы лягушек, уменьшать передачу сигналов Nodal, если их повторно ре-инъецировать на двухклеточной стадии. Две miRNAs, miR-15 и miR-16, оказывали подобный эффект: они действовали не на сам Nodal , а специфически на мРНК Nodal рецептора, Acvr2a.

Каковы последствия этого взаимодействия, которые законсервированы от амфибий до человека? Когда эмбрионам ранних стадий инъецировали miR-15, то маркеры передачи сигналов Nodal (такие как экспрессия chordin ) подавлялись, как и ожидалось благодаря противодействию функции Acvr2a. Инъекция в старых эмбрионов нарушала формирование дорсальных структур, это зависело от величины уровней Nodal. В противовес этим фенотипам избыточной экспрессии miRNA, которые обнаруживали эффект снижения функции организтора, потеря miRNAs вызывала экспансию ткани организатора таким способом, который зависел от передачи сигналов Nodal.

Если передача сигналов Nodal расширялась, когда отсутствовали обе miRNAs, то открывалась возможность, что miRNAs располагаются на вентральной части эмбриона, где они предупреждают ответную реакцию на Nodal. Это действительно имеет место: паттерн экспрессии зрелых miR-15 и miR-16 обогащен в вентральной части эмбриона, в виде комплементарного паттерну Acvr2a. Такое расположение д. ограничивать передачу сигналов Nodal и тем самым организатор наиболее дорсальной областью эмбриона.

Авт. также показали, что Wnt регулирует распределение miR-15 и miR-16 - возможно непосредственно с помощью β-catenin. Это указывает на то, что miRNAs действуют на пересечении двух путей передачи сигналов двух ростовых факторов путем трансляции одного градиента в др.

Это исследование возбуждает надежду, что принципы, лежащие в основе взаимодействия между miR-15 и Acvr2a у Xenopus laevis , приложимы также к др. онтогенетическим ситуациям - в которых miRNAs необходимы не только для поддержания установленных клеточных судеб, но и также для нарушения симметрии у ранних эмбрионов.