«Этот межтканевый диалог между двумя специализированными тканями — замечательная стратегия для точной постановки перехода к взрослой жизни», — говорит Роберт Доуэн, доктор философии, ранее работавший в отделении молекулярной биологии MGH и ведущий автор отчета. «Довольно удивительно, что C. elegans разработала очень элегантный механизм для интеграции информации о развитии, метаболизме и репродукции трех различных тканей в очень специфический момент роста животного».Автор-корреспондент Гэри Рувкун, доктор философии, отдел молекулярной биологии MGH, говорит: «МикроРНК в коже C. elegans действуют как часы. Они контролируют этапы развития аскариды, что приводит к значительному сдвигу метаболизма жиров в сторону производства яйца в момент взросления ". Доуэн был научным сотрудником в лаборатории Рувкуна до того, как присоединился к Интегративной программе биологических и геномных исследований в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл.
Исследования Рувкуна на C. elegans привели ко многим фундаментальным открытиям в области молекулярного контроля развития. В сотрудничестве с Виктором Амбросом, доктором философии, который сейчас работает в Медицинской школе Массачусетского университета, Рувкун с помощью генетического анализа C. elegans обнаружил первую микроРНК и ее механизм подавления трансляции информационных РНК в белок. Позднее Рувкун обнаружил, что микроРНК используются в различных организмах, включая человека.Как только личинки C. elegans вылупились, они начинают питаться бактериями и быстро расти, увеличиваясь более чем в 100 раз, прежде чем достичь взрослой жизни.
Ключевые этапы перехода от личинки к взрослой особи регулируются lin-4 и let-7, первыми микроРНК, обнаруженными Рувкуном и Амбросом. Когда аскариды достигают зрелого возраста, питательные вещества, которые ранее вызывали рост, накапливаются в виде жира в кишечнике.
Но для воспроизводства эти жировые отложения необходимо переместить в репродуктивные клетки в процессе, называемом вителлогенезом, который осуществляется с помощью частиц, подобных молекулам ЛПНП, которые переносят липиды у людей и других млекопитающих.Хотя известно, что передача сигналов инсулина важна для вителлогенеза, исследовательская группа подозревала, что дополнительные пути, вероятно, будут играть роль в регуляции этого процесса.
Их исследование показало, что регуляция вителлогенеза посредством экспрессии в гиподерме — ткани, соответствующей коже животных — lin-4, let-7 и фактора транскрипции lin-29 опосредуется сигнальным путем TORC2 в кишечнике. , который участвует в энергетическом обмене.Хотя некоторые метаболические активности, первоначально идентифицированные у C. elegans, также применимы к другим животным, включая людей, Доуэн отмечает, что еще предстоит выяснить, контролируются ли молекулы транспорта липидов млекопитающих теми же белками, которые регулируют метаболизм жиров у C. elegans. «Один из вопросов, который нам нужно изучить дальше, — это сигнальные молекулы, которые связывают развитие гиподермы с метаболизмом кишечного жира, включая регуляторы белкового комплекса TORC2, который является ключевым медиатором роста и метаболизма клеток».