Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 3: Пер. С англ. – м.: Мир, 1995. – 352с.

40 ГЛАВА 15

Рис. 15.42. Предполагаемая схема связывания цитоскелета с внеклеточным матриксом посредством молекулы интегрина. (По Burridge et al., 1990.)

Было обнаружено, что рецепторный комплекс к фибронектину не только связывает фибронектин на наружной поверхности клетки, но одновременно и связывает белки цитоскелета изнутри. Таким образом, фибронектиновый рецепторный комплекс пронизывает клеточную мембрану, соединяя два типа матрикса. На внутренней поверхности клеточной мембраны он служит местом заякоривания актиновых микрофиламентов, обусловливающих движение клетки, а на внешней ее поверхности он связывается с фибронектином внеклеточного матрикса (рис. 15.42). Это семейство рецепторных белков было названо интегринами (Horwitz et al., 1986; Tamkun et al., 1986). поскольку они интегрируют внутриклеточные и внеклеточные конструкции, позволяя им работать вместе. Оказалось, что интегриновые белки пронизывают клеточные мембраны клеток многих типов, связываясь с RGD-последовательностями нескольких адгезионных белков внеклеточного матрикса, в том числе витронектина (обнаруженного в базальной пластинке глаза), фибронектина и ламинина (Ruoslahti; Pierschbacher, 1987). Не исключено, что такое двойное связывание дает клетке возможность двигаться посредством сокращения актиновых микрофиламентов относительно неподвижного внеклеточного матрикса (рис. 15.43).

Интегрины содержат одну α-субъединицу и одну β-субъединицу; специфичность связывания интегрина зависит от комбинации субъединиц и от условий клеточного окружения (Hemler et al., 1987; Hauler, 1990). Как показано в табл. 13.4. различные бинарные сочетания α- и β-субъединиц позволяют интегрину связываться с определенными внеклеточными молекулами. Следует заметить, однако, что интегрин

Рис. 15.43. Миграция клеток. А. Фазоконтрастная микрофотография фибробласта в движении. Тонкий гофрированный конец (ламеллоподия) прокладывает путь, прикрепляясь к матриксу и подтягивая к нему остальную часть клетки. В. Актиновые микрофиламенты клетки, выявленные с помощью непрямой иммунофлуоресценции. Эти микрофиламенты выходят из упорядоченной цитоскелетной решетки и простираются в гофрированную мембрану ламеллоподии. (А – с любезного разрешения N. Wessells; В – из Lazarides, 1976; фотография с любезного разрешения Е. Lazarides.)

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 3: Пер. С англ. – м.: Мир, 1995. – 352с.

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ УПОРЯДОЧЕННОСТЬ КЛЕТОК 41

Таблица 15.4. Комбинации субъединиц интегринов и лигандов ¹

часто связывает более, чем одну молекулу, и его специфичность определяется клеточным окружением. Например, интегрин α2β1 способен связывать и коллаген, и ламинин. На одних клетках он действительно связывается обеими молекулами, но на других тот же самый интегрин связывается либо с ламинином, либо с коллагеном. В некоторых случаях предпочтение того или иного субстрата объясняется ионными условиями. Часто в одном и том же органе можно встретить различные интегрины. Так, например, клетки почечных канальцев происходят из агрегата мезенхимных клеток. Однако по мере развития клетки, дающие начало эпителию боуменовой капсулы, экспрессируют интегрин а3β1, тогда как все клетки канальца экспрессируют интегрин α6β1. Связывание А-цепи ламинина интегрином α6β1, по-видимому, имеет существенное значение для формирования поляризованного эпителия почечных канальцев (Korhonen et al., 1990; Sorokin et al., 1990).

Значение интегринов для морфогенеза очень ярко иллюстрирует пример, относящийся к развитию дрозофилы. Как и интегрины позвоночных, интегрины дрозофилы состоят из двух субъединиц (α и β), пронизывающих клеточную мембрану. У двух известных интегринов дрозофилы β-субъединицы идентичны, а α-субъединицы различаются. Оба этих интегрина действуют на тканевую и клеточную адгезию во время развития совместно. При развитии крыла приводятся в контакт два эпителиальных слоя. При этом интегрин PS1 обнаруживается на базальной поверхности презумптивного дорсального эпителия крыла, тогда как интегрин PS2 находится на верхней поверхности презумптивного вентрального эпителия крыла. В процессе метаморфоза и тот и другой эпителий встречаются и слипаются, формируя двуслойную пластинку крыла. Мутации в интегринах приводят к тому, что в некоторых участках крыло расслаивается, о чем свидетельствуют пузырьки между двумя пластинками (Wilcox et al., 1989; Brower, Jaffe, 1989). Поскольку интегрины необходимы для прикрепления мышц к эпидермису и к стенке кишки, некоторые мутации, приводящие к синтезу аномальных интегринов, летальны. В случае летальной мутации lethal (1) myospheroid наблюдается недостаток генов, кодирующих β-субъединицу интегринов дрозофилы. Без этой субъединицы интегрины не образуются. Соматические мышцы, сокращаясь, становятся шарообразными и не прикрепляются к стенке тела или кишке (Leptin et al., 1989).

Если для связывания молекул внеклеточного мат-