Обычно каждая клетка имеет ровно одно ядро. Но клетки наших скелетных мышц разные: эти длинные фиброзные клетки имеют сравнительно большую цитоплазму, содержащую сотни ядер. Но до сих пор мы очень мало знали о том, насколько ядра одного мышечного волокна отличаются друг от друга с точки зрения их генной активности и как это влияет на функцию мышцы.
Команда под руководством профессора Кармен Бирчмайер, руководителя исследовательской группы по биологии развития / передаче сигналов в Центре молекулярной медицины Макса Дельбрюка Ассоциации Гельмгольца (MDC), теперь раскрыла некоторые секреты, содержащиеся в ядрах этих мышечных клеток. Как сообщают исследователи в журнале Nature Communications , команда исследовала экспрессию генов в ядрах клеток, используя все еще довольно новый метод, называемый секвенированием одноядерной РНК, — и в процессе они обнаружили неожиданно большое разнообразие генетической активности.
Мышечные волокна напоминают целые ткани
«Из-за неоднородности ядер одна мышечная клетка может действовать почти как ткань, состоящая из множества самых разных типов клеток», — объясняет доктор Минчул Ким, научный сотрудник группы Бирчмайера и один из двух ведущих специалистов. авторы исследования. «Это позволяет клетке выполнять свои многочисленные задачи, например, общаться с нейронами или производить определенные мышечные белки».
Ким провел большую часть экспериментальной работы в исследовании, и его данные также были оценены в MDC. Биоинформатический анализ был проведен доктором Алтуной Акалин, руководителем платформы биоинформатики и анализа данных Omics Берлинского института медицинской системной биологии (BIMSB) при MDC, и доктором Ведраном Франке, докторантом в команде Акалина и соавтором исследования. ведущий автор. «Только благодаря постоянному диалогу между командами, основанными на экспериментах и теориях, мы смогли прийти к нашим результатам, которые дают важную информацию для исследования мышечных заболеваний», — подчеркивает Бирчмайер. «Новые методы в молекулярной биологии, такие как секвенирование отдельных клеток, позволяют получать большие объемы данных.
Травмированные мышцы содержат активированные гены, способствующие росту
Исследователи начали с изучения экспрессии генов нескольких тысяч ядер из обычных мышечных волокон мышей, а также ядер из мышечных волокон, которые регенерировали после травмы. Команда генетически пометила ядра и изолировала их от клеток. «Мы хотели выяснить, можно ли наблюдать разницу в активности генов между покоящимися и растущими мышцами», — говорит Бирчмайер.
И они действительно нашли такие отличия. Например, исследователи заметили, что регенерирующая мышца содержит более активные гены, ответственные за запуск мышечного роста. «Что действительно поразило нас, так это тот факт, что в обоих типах мышечных волокон мы обнаружили огромное количество различных типов ядер, каждое из которых имеет разные паттерны активности генов», — объясняет Бирчмайер.
Загрузка...
