Микроскопическая структура, которую долго считали почти бесполезным остатком эволюции, может играть важную роль в том, как формируется мозг. Речь идет о первичной ресничке — тонком 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 всех клеток организма человека, но изучена она заметно хуже многих других клеточных структур. Как отмечает Сюэцай Гэ (Xuecai Ge), даже не все биологи хорошо знакомы с этой органеллой — так называют специализированную часть клетки, выполняющую определенную функцию.
Если работа первичной реснички нарушается, могут развиваться цилиопатии. Это группа наследственных заболеваний, при которых страдают разные органы: почки, глаза, обмен веществ, а также головной мозг. У некоторых пациентов встречаются нарушения строения мозга, что и заставило ученых проверить, участвует ли ресничка в его раннем развитии.
Что изучали ученые
Исследователи сосредоточились на нервных клетках-предшественниках. Это ранние клетки, из которых затем формируются нейроны — основные клетки нервной системы. У каждой такой клетки есть одна первичная ресничка, обращенная в желудочки мозга — заполненные жидкостью полости, которые особенно важны на этапе внутриутробного развития.
Чтобы понять, какие белки находятся в этих ресничках, команда проанализировала более 1000 эмбриональных мозгов мышей. Ученые применили протеомику — метод, который позволяет изучать сразу множество 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
Результаты оказались неожиданными: в ресничках обнаружили белки, присутствие которых там раньше не предполагали. Некоторые из них уже 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, помогающая ей сохранять форму и правильно делиться. Нарушения в гене CKAP2L связаны с синдромом Филиппи — редким заболеванием, при котором может уменьшаться размер головного мозга. Когда исследователи удалили этот белок у мышей, у животных развивался меньший мозг.
Реснички в разных отделах мозга не одинаковы
Еще один важный вывод: первичные реснички различаются в зависимости от области мозга. Команда выявила более 40 белков, содержание которых менялось между разными участками развивающегося мозга.
Это означает, что первичная ресничка, вероятно, не выполняет одну и ту же задачу во всех клетках. Ее роль может зависеть от того, где именно находится клетка и какие сигналы она получает во время 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).
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.