Малоизученная структура внутри клеток может играть важную роль в том, как формируется головной мозг. Речь идет о первичной ресничке — микроскопическом выступе на поверхности клетки, похожем на антенну. Такая ресничка помогает клетке улавливать сигналы из окружающей среды.
Новое исследование команды Сюэцай Гэ (Xuecai Ge) из Калифорнийского университета в Риверсайде (University of California, Riverside, UCR) опубликовано в научном журнале Cell Reports.
Почему первичная ресничка важна
Первичная ресничка есть почти у каждой клетке организма человека, но долгое время ее считали чем-то вроде эволюционного «остатка» без значимой функции. Сейчас становится ясно, что это не так.
Если работа первичной реснички нарушается, могут развиваться цилиопатии. Это группа заболеваний, при которых страдают разные органы и системы: почки, обмен веществ, зрение, а также головной мозг. У некоторых пациентов с такими нарушениями врачи видят изменения в строении мозга. Это и заставило ученых предположить, что ресничка может участвовать в раннем развитии нервной системы.
Что изучали исследователи
Команда Сюэцай Гэ (Xuecai Ge) сосредоточилась на нервных клетках-предшественниках. Это ранние клетки, из которых затем формируются нейроны — основные клетки нервной системы.
У каждой такой клетки есть одна первичная ресничка. Она выступает в желудочки развивающегося мозга — заполненные жидкостью полости, которые особенно важны во время внутриутробного формирования нервной системы.
Чтобы понять, какие белки находятся в этих ресничках, ученые проанализировали более 1000 эмбриональных мозгов мышей. Они использовали протеомику — метод, позволяющий одновременно изучать большое количество белков. Белки можно представить как рабочие молекулы клетки: они строят ткани, передают сигналы и управляют многими биологическими процессами.
Неожиданные белки и связь с редкими синдромами
Исследователи обнаружили в первичных ресничках белки, которые раньше там не ожидали увидеть. Некоторые из них напрямую связаны с нарушениями развития у человека.
Один из таких белков — белок, связанный с цитоскелетом 2-подобный (CKAP2L; Cytoskeleton Associated Protein 2 Like). Цитоскелет — это внутренняя «опора» клетки, которая помогает ей сохранять форму, двигаться и правильно делиться.
CKAP2L связан с синдромом Филиппи — редким заболеванием, при котором может уменьшаться размер головного мозга. Когда исследователи удалили этот белок у мышей, у животных развивался мозг меньшего размера.
Реснички отличаются в разных отделах мозга
Еще один важный вывод исследования: первичные реснички не одинаковы во всем мозге. Ученые выявили более 40 белков, содержание которых различалось между разными областями развивающегося мозга.
Это говорит о том, что первичная ресничка, вероятно, выполняет не одну универсальную задачу. Ее роль может зависеть от того, где именно находится клетка и какие сигналы она получает в процессе формирования мозга.
Белки могут создаваться прямо внутри реснички
Самым неожиданным наблюдением стала возможность того, что часть белков может производиться прямо внутри первичной реснички. Долгое время считалось, что белки создаются в других частях клетки, а затем доставляются в ресничку.
Ученые нашли в ресничке молекулярные компоненты, которые потенциально могут участвовать в местном синтезе белка. Пока это не доказывает, что такой процесс действительно активно идет, но само обнаружение подобного «оборудования» меняет представления о том, насколько самостоятельной может быть эта крошечная структура.
Что это может дать пациентам
Практическое значение работы пока не в немедленном лечении, а в понимании причин болезни. Если ученые знают, какие белки должны находиться в первичной ресничке и что они там делают, становится легче связать конкретные генетические мутации с нарушениями развития мозга.
Это важно для изучения цилиопатий и других врожденных состояний, при которых одновременно могут страдать зрение, внутренние органы, обмен веществ и нервная система. В перспективе такие данные могут помочь искать более точные подходы к диагностике и терапии, но до клинического применения потребуются дополнительные исследования.
В работе также участвовали ученые из Научно-исследовательского института Скриппса (The Scripps Research Institute). Исследование было поддержано Национальными институтами здравоохранения США (National Institutes of Health, NIH) и Национальным научным фондом США.
На близкую тему можно прочитать материал о том, как органоиды мозга помогают изучать редкие формы аутизма.
Литература
Liu, X., et al. Proximity labeling proteomics maps radial glial ciliary proteins across the developing telencephalon // Cell Reports. 2026. DOI: 10.1016/j.celrep.2026.117355.