Контакты между клетками многоклеточных животных обеспечиваются специальными белками — так считали с того времени, как эти белки были открыты. Но последние исследования учёных из Института проблем передачи информации РАН и Института физико-химической биологии им. А. Н. Белозёрского МГУ показали, что некоторые животные обходятся без этих белков.
Многоклеточные организмы представляют собой сложную систему клеток, которые «общаются» между собой, что обеспечивает их согласованную работу (например, одновременное сокращение мышечных клеток вызывает сокращение целой мышцы). Согласно современным воззрениям, контактируют клетки двумя способами. При первом из них клетка выделяет химическое вещество в окружающую среду, а молекулы-рецепторы других клеток на него реагируют. По такому принципу контактируют, например, нейроны. При втором типе контактов клетки непосредственно связаны между собой каналами или порами, через которые идёт обмен веществ.
У растений и грибов каналы, связующие клетки, устроены в виде цитоплазматических мостиков, образованных клеточной мембраной. А у многих многоклеточных животных такие каналы построены из молекул белков, которые так и называются — белки щелевых контактов, они встроены в мембрану клеток почти всех тканей. Семейство этих белков назвали коннексинами, от английского слова connect — соединять. Однако они были найдены только у позвоночных. Поэтому учёные решили, что у беспозвоночных животных щелевые контакты образованы другими белками, которые позже и обнаружили. Для них предложили название — иннексины, от слова invertebrates — беспозвоночные.
Однако затем группа российских учёных нашла иннексины также и у позвоночных. Тогда стало ясно, что эти белки универсальны для всех животных, и для них придумали другое название — паннексины. «Пан» — от греческой приставки, обозначающей «все».
Коннексины и паннексины не родственны между собой, хотя имеют общие структурные черты и выполняют одни и те же функции — межклеточных контактов.
Новая стадия изучения белков щелевых контактов началась, когда один за другим стали расшифровывать геномы различных организмов. То есть когда появилась возможность проверить наличие у них генов паннексинов и коннексинов. Сначала всё подтверждало выдвинутую гипотезу: паннексины найдены у всех многоклеточных животных, а коннексины только у хордовых. Но затем были получены новые данные: ни тех, ни других белков не обнаружили у морского ежа, морской звезды, губок, трихоплакса, актинии. Как же тогда у этих животных осуществляются щелевые контакты?
Учёные из Института проблем передачи информации РАН и ИФХБ им. А. Н. Белозёрского МГУ провели физиологические эксперименты с этими морскими организмами и на эмбрионе актинии увидели, что между зародышевыми клетками-бластомерами существует электрическая связь, но при этом флуоресцентные краски не перетекают из окрашенного бластомера в соседние клетки. Значит, клетки контактируют, но не через цитоплазматические мостики, как клетки растений, а при помощи каких-то устройств. То же самое было обнаружено и у клеток эмбриона морской звезды. Что же это за устройства? По-видимому, некоторые беспозвоночные животные используют для этого иные, ещё неизвестные науке белки. Дело за будущими исследованиями.
