СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЩЕЛЕВЫХ КОНТАКТОВ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБ ИХ РОЛИ В РАЗВИТИИ

Божкова В. П.
Институт проблем передачи информации РАН, 101447 Москва
В последние несколько лет получены принципиально новые данные, касающиеся разных аспектов функционирования межклеточных щелевых контактов (ЩК): уточнена структура полуканала ЩК и процесс формирования самого канала, методом трансфекции генов показана связь свойств проницаемости каналов с молекулярными особенностями белков-коннексинов, их формирующих. С использованием метода генного нокаута выявлены новые функции ЩК, их значение для морфогенеза сердца и других тканей. Эти данные показывают, что ЩК участвуют в синхронизации клеточной активности (в частности, посредством распространения автоволновых процессов), в создании клеточной сети с распределенными ресурсами (например, для совместного использования энергетических ресурсов), а также в индукции и модуляции клеточной активности. Мы получили доказательства, что ЩК могут быть использованы для маршрутизации сигналов по клеточной сети. В раннем эмбриогенезе рыб ЩК, формируемые в различных участках мезодермы, устанавливают селективные (программируемые) клеточные связи. В проспективной вентро-латеральной области на ранней гаструле они приобретают анионную селективность. Предполагается, что эмбриональные клетки могут регулировать селективность каналов ЩК и контролировать транспорт вторичных посредников благодаря их электрохимическим свойствам. Возможно, что ионная селективность канала ЩК определяется наличием электростатического заряда в поре канала. Выделенный нами из зародышей данио коннексин имеет две положительно заряженных аминокислоты в участке, непосредственно примыкающем к основанию поры. Помимо анион-селективной области в ранней мезодерме рыб обнаружены три других коммуникационных компармента с характерными свойствами проницаемости ЩК. Мы провели компьютерное моделирование возможного механизма маршрутизации сигналов по системе клеток на основе автоволнового процесса с интермедиатами анионной и катионной природы (Са2+ и И3Ф-). Полученные данные подтверждают гипотезу, что ЩК эмбриональных клеток участвуют в пространственной организации клеточной сети, обеспечивая передачу различных регуляторных факторов в разных направлениях и определяя таким образом пространственную упорядоченность клеточной детерминации. Работа поддержана грантом РФФИ № 97-04-48499.