Липид представляет собой церамид, давно известный своей способностью сохранять кожу гладкой, и теперь исследователи Медицинского колледжа Джорджии обнаружили, что церамид помогает создавать и удерживать в движении волосовидные выступы, называемые подвижными ресничками, обнаруженные в водорослях и в мозге.«Важно знать, как вы регулируете свои реснички, потому что они могут стать дисфункциональными в результате инсульта, болезни Альцгеймера, воспаления или даже старения», — сказал доктор Эрхард Биберих, нейробиолог из отделения неврологии и регенеративной медицины MCG.«Если церамид является одним из регуляторов, он также может быть лекарственной мишенью, помогающей нормализовать функцию ресничек», — сказал Биберих, автор исследования в журнале Molecular Biology of the Cell.В случае с водорослями подвижные реснички работают как руки у пловца, помогая водорослям достигать солнечного света, который они используют для производства сахара для получения энергии и выживания, сказал Биберих. «Они быстрые, всегда движутся», — сказал он о подвижных ресничках, которые могут совершать 40-50 движений хлыста в секунду и постоянно рассасываются и заменяются.
Исследователи MCG были первыми, кто показал, что церамид присутствует в этих быстро движущихся ресничках водорослей, где он, вероятно, действует уже миллиард лет.Водоросли, старые и простые растения, казались хорошей первой моделью, чтобы выяснить, что регулирует реснички.
Реснички у водорослей сравнительно большие — примерно в 10 раз больше, чем у клеток млекопитающих, — поэтому с помощью обычного микроскопа команда Бибериха могла легко наблюдать за движением ресничек. Когда они применили даже небольшое количество грибкового токсина, который, как известно, ингибирует производство церамидов, обычно подвижные водоросли останавливались, реснички уменьшались, а некоторые отпадали.Эти подвижные реснички также населяют тип поддерживающих клеток мозга, называемых эпендимными клетками. Клетки выстилают полости головного мозга, содержащие спинномозговую жидкость, которая питает и очищает мозг.
Хотя исследователи еще не визуализировали движение ресничек в этих клетках мозга, они обнаружили церамид, присутствующий в ресничках вместе с киназой-3 гликогенсинтазы, или GSK3, ферментом, который, по-видимому, взаимодействует с церамидом для регулирования ресничек.По мере того, как исследователи шаг за шагом проходят через этот изысканный процесс, они теперь также знают, что церамид активирует GSK3, но они все еще должны найти цели GSK3. Они действительно знают, что и в водорослях, и в клетках эпендимы их можно найти вместе. А без их совместной работы в мозге, например, может возникнуть гидроцефалия — избыток жидкости в мозге.
Подвижные реснички также находятся в мужской и женской репродуктивной системах, где они помогают объединению яйцеклеток и сперматозоидов, и в трахее, где они помогают поддерживать чистоту и открытость дыхательных путей. Биберих отмечает, что на самом деле существует шесть керамидов, и что болезнь может нарушить их здоровый баланс.Биберих называет реснички антеннами или выступами, и это определенно многозадачность. Каждая клетка имеет по крайней мере одну ресничку, и его более ранние работы показали, что во время развития клетки используют реснички, чтобы находить и оставаться в нужном месте.
По прибытии реснички помогают клеткам держаться под контролем, воспринимая сигналы, например, когда клетки почек должны опорожняться.Аспирант Университета Джорджии Риджентс Джи На Конг — первый автор исследования. Работа финансировалась Национальным научным фондом и Национальными институтами здравоохранения.
Следующие шаги, включая работу с доктором Карлом Ф. Лехтреком, доцентом клеточной биологии Университета Джорджии и экспертом по ресничкам, для визуализации движения ресничек в эпендимных клетках.