Почему наши органы не рассыпаются на части

Умирающие клетки на время запрещают умирать своим соседям – благодаря этому ткани и органы сохраняют целостность.

Что странного в том, что органы и ткани не распадаются на куски – ведь их клетки соединены между собой и с межклеточным веществом специальными молекулярными креплениями? Но клетки стареют, выходят из строя и умирают. Умирающих клеток может быть не десяток, и не сотня, и даже не тысяча: например, в кишечнике в день погибают более десяти миллиардов клеток кишечного эпителия. Конечно, на смену им приходят новые, родившиеся от стволовых клеток. Но представим себе эти десять миллиардов – как получается, что в кишечном эпителии не возникают дыры?

Сотрудники Института Пастера пишут в Developmental Cell, что тут всё дело в том, как именно гибнут клетки. Исследователи экспериментировали с эпителиальными клетками дрозофилы, и обнаружили, что у соседей умирающей клетки на некоторое время активируется сигнальный путь ERK. Любой сигнальный путь представляет собой цепочку рецепторов и ферментов, которые принимают сигналы из внешней среды и передают тем или иным получателям внутри клетки.

Сигнальный путь ERK назван так по центральному ферменту, киназе ERK – extracellular signal-regulated kinase, или киназа, регулируемая внеклеточными сигналами. Киназами называют ферменты, прикрепляющие остатки фосфорной кислоты к другим белкам и тем самым меняющим их активность. Сигнал по ERK-пути доходит до клеточного ядра, в котором активирует гены выживания. Умирающая клетка заставляет соседей жить – может, они бы и умерли вслед за ней, но включившийся сигнальный путь ERK им этого не позволяет.

Иными словами, в эпителии клетки не могут погибнуть сразу большой группой, вместе с соседями и соседями соседей. Вокруг отмершей клетки всегда будут выжившие, и благодаря им ткань сохраняет целостность. Если же отключить сигнальный путь ERK, то клетки начнут гибнуть вместе с соседями – это будет происходить не всегда, но довольно часто, причём настолько часто, что эпителий действительно начнёт расползаться.

Работает ли такой механизм и в человеческих тканях тоже? Исследователи из Бернского университета в другой статье, также опубликованной в Developmental Cell, пишут, что в человеческих эпителиальных клетках происходит то же самое: сигнальный путь ERK не даёт им погибать монолитными кучами. То есть механизм, который упорядочивает гибель вышедших из строя клеток, на самом деле очень древний, коль скоро он работает у таких далёких видов, как муха и человек. С другой стороны, животные ещё на заре своей эволюции должны были задуматься, как поддерживать целостность собственных тканей при постоянном отмирании и обновлении клеток; сигнальный путь ERK, по-видимому, оказался здесь исключительно удачным инструментом.