Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
необходимый для роста нейрита, из тела клетки к конусу роста, где
происходит его включение. Для простоты показана только одна
микротрубочка. Микротрубочки служат путями для быстрого аксонного
транспорта мембранного материала. Тубулин переносится от тела клетки с
помощью медленного аксонного транспорта. Место добавления субъединиц для
удлинения микротрубочек еще точно не установлено.
(разд. 19.1.4) из тела клетки переносится тубулин, но еще не ясно, где
происходит сборка субъединиц в микротрубочки. Известно, однако, что
обычно микротрубочки ориентированы таким образом, что их плюс-концы
(быстро растущие концы, см. разд. 11.4.2) направлены к конусу роста
Известно также, что конусы роста необычайно чувствительны к локальному
воздействию препаратов, препятствующих сборке микротрубочек. Это
позволяет думать, что микротрубочки удлиняются путем добавления
субъединиц в конусе роста.
19.7.6. Движение конуса роста in vitro может направляться
избирательной адгезией, хемотаксисом и электрическими полями [52, 54]
"Упрощенные" условия клеточной культуры дают возможность исследовать
механизмы, которые могли бы направлять движение конусов роста у
интактного животного. Конусы роста, так же как нейтрофилы и фибробласты,
при выборе субстрата предпочитают поверхности, к которым они прилипают
наиболее прочно (рис. 19-64). По мере продвижения вперед конусы роста
непрерывно вытягивают микрошипики к участкам, лежащим впереди и сбоку.
Некоторые из этих выступов могут прикоснуться к менее адгезивному
субстрат} и в этом случае относительно быстро втягиваются обратно; другие
встречают более адгезивную поверхность и сохраняются дольше. По-видимому,
микрошипики, словно щупальца, исследуют близлежащие поверхности и
направляют конус роста по пути с наиболее сильными адгезивными
свойствами.
Однако на продвижение конусов роста влияет не только адгезивность
субстрата. Важна также форма поверхности - например, конусы роста,
"прицепившиеся" к волокнам, будут склонны двигаться вдоль них (феномен,
называемый "contact guidance"). Определенное влияние, видимо, оказывают и
вещества, растворенные во внеклеточной жидкости
354
Полиорнитин Палладии
N | %
А 1 . j
А 20 мкм
Тело нейрона V Нейриты И
9 * & • > ш ' .
I-------------------1
Ь 200 мкм
Рис. L9-64. Можно проследить за выбором субстрата конусом роста,
культивируя клетки в чашке, поверхность которой сначала покрыта
полиорнитином, а затем сверху нанесены квадраты из палладия. Так как
поверхность клеток чаще всего заряжена отрицательно, клетки сильно
прилипают к полиорнитину, который несет положительный заряд. Конусы роста
продвигаются по "дорожкам" из полиорнитина и избегают палладия; но если
клетке прелоставлен выбор между палладием и еще менее адгезивным
субстратом, они будут перемещаться по палладию. А. Фазовоконтрастная
микрофотография при сильном увеличении, показывающая конусы роста на
границе между двумя субстратами. Б. То же при меньшем увеличении; пути,
выбираемые конусами роста, обозначены нейритами, которые тянутся за ними
и остаются прикрепленными к полиорнитину. (Р. Letourneau, Dev. Biol., 44,
92-101, 1975.)
Если эмбриональный ганглий с сенсорными нейронами, которые будут
иннервировать, например, челюсть, поместить в культуре на расстоянии
около миллиметра от зачатка челюсти, нейриты будут расти преимущественно
в сторону этого зачатка; это позволяет предположить, что ткань-мишень
секретирует молекулы, вызывающие хемотаксический >ффект. Электрическое
поле тоже оказывает сильное направляющее воздействие, заставляя конусы
роста в культуре нервной ткани продвигаться к катоду; электрическое поле
в 7 мВ/мм уже эффективно.
Хотя подобные эксперименты in vitro показывают, какие факторы способны
направлять движение конусов роста, они ничего не говорят о том, какой
именно вид воздействия играет главную роль в развивающемся организме.
Ограничено ли продвижение конусов роста специфическими путями или эти
пути выбираются путем проб и ошибок? Некоторые ответы удалось получить,
исследуя поведение конусов роста в естественных условиях.
19.7.7. In vivo конус роста направляет движение нейрита по строго
определенному пути ("pathway guidance") [551
Обычно в живом организме конусы роста продвигаются к своим мишеням по
строго определенным путям. Изучение действующих при этом механизмов у
большей части позвоночных затруднено; несколько проще проводить
исследования на некоторых беспозвоночных, например на прямокрылых
насекомых, у которых можно детально проследить иннервацию развивающихся
конечностей (рис. 19-65).
Сенсорные нейроны, иннервирующие у этих насекомых конечности, образуются
у эмбриона из особых клеток в эпителии зачатков ног; тела нервных клеток
остаются на периферии, а аксоны прорастают в центральную нервную систему
по точно определенным зигзагообразным путям. Эти пути прокладываются в
каждой конечности одним или двумя аксонами-пионерами, которые можно
