Это микроскопическое изображение показывает, что у эмбриона мыши MiR451 (темно-фиолетовый) вырабатывается только в печени, где на этой стадии развития образуются эритроциты. Изображение предоставлено: Каспер Расмуссен / EMBL
(PhysOrg.com) – Красные кровяные тельца, курьеры, доставляющие кислород к клеткам по всему телу, живут недолго. Чтобы поддерживать циркуляцию достаточного количества клеток, человеческое тело каждую секунду производит около 2 миллионов этих клеток – даже больше в ответ на такие проблемы, как сильная кровопотеря.
В исследовании, опубликованном сегодня в Журнале экспериментальной медицины, ученые из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Монтеротондо, Италия, и Европейского института биоинформатики EMBL (EMBL-EBI) в Хинкстоне, Великобритания, идентифицировали две небольшие молекулы РНК, которые обеспечивают что достаточное количество красных кровяных телец вырабатывается эффективно, путем тонкой настройки ряда различных генов, участвующих в этом процессе.
«Большая часть усилий по формированию кровяных телец, или гемопоэза, идет на поддержание достаточного количества эритроцитов в циркуляции», – говорит Донал О’Кэрролл, руководивший работой в EMBL Monterotondo: «Мы определили две молекулы, которые помогают итак, и которые необходимы в сложных ситуациях.”
Чтобы сформировать эритроциты, большие круглые клетки, известные как предшественники, должны стать маленькими и иметь форму диска, как шарики пластилина, зажатые между пальцем и большим пальцем. В процессе они также должны производить большое количество гемоглобина, который позволит им транспортировать кислород, а также сжиматься и избавляться от своего ядра. Ученые EMBL обнаружили, что две микроРНК, называемые MiR144 и MiR451, контролируют заключительные стадии этого процесса.
О’Кэрролл и его коллеги генетически модифицировали мышей, чтобы у них не было MiR144 или MiR451. Они обнаружили, что у таких мышей были дефекты на заключительных стадиях образования эритроцитов, но они вырабатывали предшественники эритроцитов не только в костном мозге, но и в больших количествах в селезенке. Увеличивая количество предшественников, мыши компенсировали тот факт, что меньший процент этих предшественников созревал в функциональные эритроциты и, таким образом, могли выжить только с легкой анемией.
«В стабильных условиях мыши без MiR144 или MiR451 могут почти производить достаточно красных кровяных телец, но если вы бросите им вызов, химически вызывая анемию, большинство из них не выживут, потому что в этих условиях вы просто не сможете жить. с неэффективным образованием красных кровяных телец », – объясняет О’Кэрролл.
О’Кэрролл и его коллеги объединились с группой Антона Энрайта в EMBL-EBI и использовали сложный биоинформатический подход, чтобы понять, как действуют эти микроРНК. Они обнаружили, что из двух MiR451, вероятно, играет ключевую роль в этом процессе, и что он, вероятно, делает это не путем включения или выключения одного гена, а путем точной настройки множества генов, участвующих в образовании красных кровяных телец.
Эти молекулы микроРНК сохранялись на протяжении всей эволюции позвоночных. Известно, что они также важны для образования красных кровяных телец у рыб и, вероятно, будут играть аналогичную роль и у людей. Таким образом, дальнейшее изучение их функции может помочь понять, как формируются наши собственные эритроциты и как дефекты этого процесса могут привести к таким состояниям, как анемия.