Группа исследователей из Стэнфордского университета (США) и венского Института молекулярной патологии выделила специфические гены - Rac-гены, контролирующие рост и развитие мозговых нервных клеток у дрозофил.
Как полагает один из руководителей исследовательского коллектива профессор Лицзюнь Луо, результаты этой работы выйдут далеко за рамки мира насекомых, ведь механизмы эволюции этих клеток схожи у всех живых организмов. Ученые избрали в качестве объекта изучения Rac-гены, которые присутствуют в ДНК любого представителя животного мира. Более того, молекулярная структура производимых этими генами особых белков (пока их предлагают называть Rac GTP-аз, по аналогии с теламеразами) у дрозофил и людей практически идентична. Простота строения мушки-дрозофилы кажущаяся, ее мозг представляет собой весьма прихотливую конструкцию - широко разветвленную нейронную сеть, состоящую примерно из ста тысяч клеток.
Генетики и ранее высказывали предположение, что белки, за синтез которых ответственны Rac-гены, влияют на развитие мозговых нервных клеток (нейронов). Эта гипотеза оставалась теоретическим конструктом, так как ученым не удавалось сколько-нибудь эффективно отследить механизмы взаимодействия Rac-генов с нейронными клетками - чистоте наблюдений мешало то, что эти гены также регулируют развитие целого ряда других клеток.
В своих исследованиях профессор Луо и его коллеги использовали новейшую методику генного нокаутирования (избирательного изъятия отдельных генов из ДНК), благодаря чему им удалось наглядно доказать, что три представителя Rac-генов - Rac1, Rac2 и Mtl - непосредственно вовлечены в регуляцию роста и развития аксонов у дрозофил. Аксоны - специальные волокнистые отростки, по которым нейроны отправляют сообщения соседним нервным клеткам.
Последовательно и попеременно выключая эти три гена в изолированном участке мушиного мозга (грибовидном кластере), состоящем из пяти тысяч нейронов, команда Луо контролировала количество производимого в отдельных клетках белка. Генетики обнаружили, что сокращение выработки этого белка нарушало нормальное развитие нейронов и, чем меньше белка производилось Rac-генами, тем сильнее проявлялись негативные последствия. Прежде всего это приводило к "дефективному разветвлению" аксонов и нарушениям "коммуникативных настроек" клетки.
Ученым удалось определить, что разные Rac-гены по-разному влияли на процесс: самым важным для нормального функционирования нейронов оказался ген Rac-1, тогда как "нокаутирование" двух других генов приводило к значительно меньшим нарушениям работы клеток. Тем не менее, по словам коллеги Луо Джулиана Нга, проведенные эксперименты однозначно продемонстрировали, что в регулировании роста и развития нейронов участвуют все три Rac-гена и работают они синергично. По аналогии с этим утверждением и сам мозг можно уподобить своеобразному "нейронному сообществу", в котором благодаря межклеточному взаимодействию происходит процесс "коллективного принятия решений".
