Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
разд. 6.5.8), и продукт гена Notch, содействующий выбору пути развития
эктодермы у дрозофилы: дифференцировка нервной ткани или дифференцировка
эпидермиса. Такие находки дают основание полагать, что молекулярные
уроки, усвоенные при изучении развития нематод, могут найти применение
при изучении развития многих других видов.
16.3.7. Программу развития индивидуальных клеток млекопитающих можно
анализировать в клеточной культуре: дифференцировка глиальных элементов
зрительного нерва крысы [33]
Самый прямой способ отличить автономное поведение клетки от ее поведения
под контролем межклеточных взаимодействий состоит в изучении того, как
перемещение клеток в другой участок тела или их выделение с целью
искусственного изменения среды обитания сказывается на их поведении. Эти
вопросы трудно поддаются изучению у С. elegans, поскольку разрушение
клеток лазерным лучом не позволяет решить эт> задачу. Отсутствие
информации о межклеточных взаимодействиях в процессе развития этой
нематоды осложняет изучение базовых программ клеточного контроля, даже
несмотря на хорошо изученную родословную всех клеток и характеристик}
многих мутантов по генам, контролирующим развитие. Среду, в которой
находится клетка, проще изменять в культуре. Здесь появляется возможность
непосредственного анализа как программ, контролирующих поведение клетки,
так и межклеточных взаимодействий, управляющих клеточными делениями и
дифференцировкой в процессе развития некоторых частей тела позвоночных.
Зрительный нерв является одним из простейших элементов центральной
нервной системы млекопитающих и широко известен, как модельная система
для таких исследований. Он содержит длинные аксоны нервных клеток
сетчатки, направляющихся от глаза к мозгу. Структурную и функциональную
опор} аксонов в нервах обеспечивают три типа глиальных клеток (см. разд.
19.1.6): олигодендроциты и два типа астроцитов, известных просто как
астроциты типов 1 и 2 (рис. 16-37). Все три типа глиальных клеток
различают с помощью антител; с помощью такого же метода различают
глиальные клетки и клетки-предшественницы. При исследовании клеток,
выделенных из зрительного нерва на различных стадиях развития и
помещенных в культуру, было показано, что три типа глиальных клеток
(которые в норме делятся редко, если вообще делятся) возникают в
различное время и происходят из двух ветвей генеалогического древа.
Астроциты типа 1 возникают до рождения из клеток-предшественниц одного
типа, а олигодендроциты и астроциты типа 2 образуются после рождения из
другого типа клеток-предшественниц, именуемых "клетки-предшественницы
02А".
И "и рои оет*агк* |г*игпио>иая
Рис. 16-37. Зрительный нерв крысы содержит аксоны нейронов сетчатки
(указана только одна такая клетка) и 3 типа глиальных клеток. Астроциты
типа 1 обеспечивают структурную опор} нерва, выполняя роль, аналогичную
роли клеток соединительной ткани в конечности. Олигодендроциты и
астроциты типа 2 вместе участвуют в образовании оболочки вокруг каждого
аксона: олигодендроциты обворачиваютея вокруг аксона, формируя
изолирующий миелиновый слой (см. разд. 19.2.11), а астроциты типа 2
выпускают тонкие отростки, контактирующие с аксонами в местах, где
миелиновая оболочка прерывается, образуя перехват Ранвье. Нервный импульс
по мере прохождения по аксону распространяется от
одного перехвата Ранвье к другому (см. разд. 19.2.4).
95
Олигодендроциты в норме возникают в момент рождения, астроциты типа 2
через неделю после рождения
После выяснения родословной этих клеток и времени их появления усилия
исследователей были сконцентрированы на вопросе о том, какими правилами
руководствуются клетки в своем поведении. Например, что вынуждает
дифференцироваться клетки-предшественницы 02А и почему, если они
дифференцируются в одно время, то становятся олигодендроцитами, а если в
другое, то астроцитами типа 2? В какой степени эти события управляются
неким собственным автономным часовым механизмом клетки и в какой степени
дифференцировка зависит от поступления в определенное время внешних
сигналов?
Если из эмбрионального зрительного нерва выделить клетки-предшественницы
02А и культивировать в отсутствие астроцитов типа 1, которые в норме
являются соседями клеток 02А, то клетки 02А прекращают делиться и
досрочно начинают дифференцироваться; при помещении в эту же культуру
астроцитов типа 1 клетки 02А прекращают деление, и их дифференцировка
задерживается до срока, соответствующего in vivo дню рождения. Оказалось,
что действие астроцитов типа 1 связано с секретируемым ими фактором
роста. Полагают, что этот фактор роста соответствует тромбоцитарному
фактору роста (ТФР. или PDGF-platelet-derived growth factor: см. разд.
13.3.4). Присутствие такого фактора приводит к предотвращению
преждевременной дифференцировки клеток-предшественниц 02А; однако
повышение концентрации этого фактора не затягивает дифференцировку по
сравнению с нормой. Вероятно, клетки-предшественниц 02А эмбрионального
