Дальневосточные ученые описали молекулярный состав соединительной ткани иглокожих

Российские биологи из ННЦМБ ДВО РАН проанализировали около 200 статей, посвященных составу соединительной ткани (внеклеточному матриксу) иглокожих. Это позволило им впервые сравнить состав внеклеточного матрикса иглокожих и позвоночных. Работа опубликована в журнале Marine Drugs.

Иглокожие обладают уникальной среди животных способностью изменять механическую прочность соединительной ткани. Например, голотурии (морские огурцы) за счет этого могут придавать своему телу жесткое или, наоборот, мягкое состояние. Анализ геномов иглокожих показал, что соединительная ткань у этих беспозвоночных животных имеет довольно сложную организацию. Она включает в себя широкий спектр структурных белков внеклеточного матрикса, а также различные протеазы и их ингибиторы. Основу соединительной ткани составляют представители почти всех основных групп коллагенов, различных гликопротеинов и протеогликанов. Имеются ферменты синтеза структурных белков и их модификации полисахаридами. В этом отношении состав соединительной ткани иглокожих и позвоночных во многом сходен.

Группы коллагенов, представленные в организмах иглокожих, весьма разнообразны. В частности, фибрилл-образующие коллагены, вероятно, составляют основу внеклеточного матрикса. Другие типы коллагенов (FACIT и мультиплексины), подобно их гомологам у позвоночных, могут участвовать в формировании сети и придавать соединительной ткани различные свойства. Особенность иглокожих в том, что у них нет эластина. Это белок, который наряду с коллагенами формирует основу соединительной ткани у позвоночных. Поэтому очень важен другой структурный белок — фибриллин. Изучению его структуры и функций у иглокожих следует уделить больше внимания.

У иглокожих имеется большое разнообразие протеиназ, среди которых идентифицированы сериновые, цистеиновые, аспарагиновые и металлопептидазы. Их активные центры имеют типичную структуру и способны расщеплять различные молекулы внеклеточного матрикса. Иглокожие также отличаются широким спектром ингибиторов протеиназ.

Ученые предположили, что сложная структура внеклеточного матрикса и разнообразие межмолекулярных взаимодействий, очевидно, объясняют сложность механизмов, ответственных за изменение механических свойств соединительной ткани иглокожих. Эти механизмы, вероятно, зависят не только от количества поперечных связей между молекулами, но и от состава соединительной ткани и свойств ее белков.

Результаты работы будут полезны для дальнейших исследований соединительной ткани иглокожих и, в частности, ее механических свойств. Изучение механических свойств соединительной ткани позволит создать новые материалы, которые могут найти применение, например, в биомедицине.

Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».