Ещё 100 лет назад биолог и математик Д’Арси Томпсон предположил, что форма тела животных обусловлена действием силы тяжести. Он также предсказал, что если бы сила тяжести на Земле была в два раза больше, то люди не смогли бы ходить на двух ногах, а большинство животных напоминало бы коротконогих ящериц.
Международная исследовательская группа под руководством д-ра Макото Фурутани-Сейки из Университета регенеративной медицины Японии в настоящее время идентифицировала ген, который помогает организму противостоять действию гравитации, и показала, что произойдёт, если его работа будет нарушена.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature, они показали, что при повреждении гена YAP у рыбки оризии, её ткани искажаются в направлении силы тяжести, а также теряют пропорции, в результате чего у неё развивается плоское, почти двумерное тело. Они обнаружили, что разрушение гена YAP в клетках человека также приводит к остановке формирования клеточных 3D кластеров.
Учёные показали, что YAP является главным регулятором молекулярных механизмов, которые генерируют силы внутри и между клетками, что позволяет клеткам принимать комплексные 3D-формы и создавать такие сложные органы, как глаза.
Человеческий глаз состоит из линзы и куполообразной структуры. Для зрения необходимо, чтобы все части глаза имели уникальные трёхмерные формы и были точно выровнены по продольной оси органа. О наличии механизма, связывающего 3D формы тканей органов и их взаимное выравнивание, учёные раньше даже не подозревали.
Это открытие имеет большое значение для биоинженеров, занимающихся выращиванием тканей и сложных органов для трансплантации. Исследователи также показали, что тот же механизм лежит в основе правильного взаимного выравнивания тканей в развивающемся эмбрионе.
Один из соавторов, д-р Штефан Бегби, сказал: «На данный момент мы можем выращивать 3D скопления клеток в лаборатории, но не можем воспроизвести точные структуры отдельных тканей, необходимых для выращивания таких сложных органов, как глаза или сердце. На основе обнаруженной роли гена YAP, мы надеемся воздействовать на выращиваемые ткани с целью создания сложных органов для дальнейшей пересадки».
