Задача иммунной системы – защита организма от инфекций, опасных веществ, уничтожение больных клеток и утилизация молекулярно-клеточного мусора. Чтобы вовремя предотвращать угрозы, клетки иммунитета находятся в постоянном движении, и, в случае чего, посылают сигнал тревоги. Одни из самых энергичных путешественников – так называемые макрофаги, которые ползают внутри тканей, подобно амебам, постоянно пробуя «на вкус» окружающую среду: иногда они съедают какие-то безобидные клеточные обломки, но если им вдруг попадется бактерия, они немедленно позовут на помощь своих «коллег».
Черные пигментные клетки меланофоры в коже рыбы.
Но иногда иммунитет занимается вещами, которые ему, казалось бы, совсем не свойственны. В статье в Science исследователи из Вашингтонского университета описывают, как пигментные клетки рыбы данио-рерио (Danio rerio) научились использовать в своих целях склонность иммунных макрофагов к странствиям. Тело взрослых данио-рерио раскрашено полосками трех цветов: желтого, серебристого и черного. Полоски эти появляются постепенно, по мере взросления мальков – пигментные клетки, отвечающие за тот или иной цвет, мигрируют в коже рыбы, пока не займут нужное место. Но для того, чтобы «нарисовать» правильные полосы, клетки должны координировать свои перемещения друг относительно друга – то есть они должны активно общаться друг с другом.
Ксантофор с сигнальными нитями.
Выяснилось, что когда настает время формировать полосы, желтые клетки ксантофоры выпускают из себя множество нитевидных выростов, в которых содержатся специальные сигнальные белки – когда вырост достигает другой клетки, черного меланофора, то меланофор понимает, что пора двигаться. Все выглядит так, как будто одни пигментные клетки посылают другим своеобразное письмо на веревочке. Вопрос же в том, как это «письмо» достигает адресата.
Макрофаг.
И вот тут в дело вступают макрофаги – исследователи заметили, что иммунные клетки ловят выросты желтых пигментных клеток, причем один макрофаг может поймать сразу много, и начинают тащить их за собой. Сами по себе макрофаги блуждают тоже случайным образом, но при том довольно часто натыкаются на меланофоры. Встретившись с меланофором, макрофаг отдает ему посылку – кончик нити с сигнальным белком от желтой пигментной клетки. Важную роль макрофагов в формировании окраски данио-рерио удалось показать в эксперименте с рыбами, которые макрофагов были лишены: у таких особей пигментные клетки выбрасывали намного меньше нитей с молекулярными сигнальными письмами, и меланофоры мигрировали не так, как было нужно.
Данио-рерио на разных этапах развития (слева) и увеличенный фрагмент полос на теле рыбы, сформированных пигментными клетками разных типов.
По словам авторов работы, нитевидные выросты ксантофоров содержат молекулы, которые побуждают иммунные клетки проглотить их; правда, пока непонятно, почему макрофаги не переваривают то, что проглотили, и что заставляет их отдать молекулярное письмо адресату. Вполне возможно, что есть и другие примеры того, как иммунитет «служит на посылках», и вполне возможно, что такую дополнительную нагрузку он чаще всего берет себе как раз во время эмбрионального и постэмбрионального развития, когда самым разным клеткам приходится активно общаться друг с другом по самым разным поводам.
Источник: НАУКА И ЖИЗНЬ
