22.04.2026 07:20
Физика закрытия нервной трубки: роль актина и молекулярных моторов
Физика помогла объяснить ранний этап развития человека
Примерно в 1 случае из 1000 на ранних сроках беременности нервная трубка — зачаток будущего мозга и спинного мозга — не закрывается полностью. Это приводит к серьезным врожденным нарушениям, включая расщепление позвоночника.
Физики из Технологического института Джорджии совместно с учеными из Университетского колледжа Лондона предложили новое объяснение этого процесса и причин сбоя. Ученые объединили данные наблюдений за эмбрионами мышей с компьютерным моделированием. Мыши выбраны не случайно — их раннее развитие во многом похоже на человеческое.
В центре механизма оказался актин — белок, который формирует внутренний каркас клетки и помогает ей держать форму. В определенный момент актиновые нити собираются в кольцо вокруг еще не закрытого участка нервной трубки.
Дальше включаются молекулярные «моторы» — специальные белки, способные создавать силу внутри клетки. Они тянут актиновые нити, и кольцо начинает стягиваться, постепенно закрывая отверстие. По сути, процесс напоминает затягивание шнурка на мешке.
«Чтобы разобраться, как закрывается нервная трубка, нужно объединять разные области науки», — отметил Шиладитья Баннерджи.
По мере сжатия кольца клетки вытягиваются, меняют форму и двигаются согласованно. Возникает «петля обратной связи»: чем сильнее клетки тянут, тем быстрее перестраиваются. Компьютерная модель показала: без этой согласованности трубка не закроется полностью.
Если нарушается работа актина, молекулярных моторов или согласованное движение клеток, процесс может остановиться, оставив отверстие.
«Физическое моделирование механики клеток и тканей позволяет связать воедино этапы развития надежным и количественным способом», — объяснил Габриэль Галеа.
Развитие эмбриона зависит не только от генов, но и от физических сил на уровне клеток. Такие модели могут быть применены к другим этапам развития и помочь понять причины врожденных нарушений и способы их предотвращения.
👶 naukatv
Примерно в 1 случае из 1000 на ранних сроках беременности нервная трубка — зачаток будущего мозга и спинного мозга — не закрывается полностью. Это приводит к серьезным врожденным нарушениям, включая расщепление позвоночника.
Физики из Технологического института Джорджии совместно с учеными из Университетского колледжа Лондона предложили новое объяснение этого процесса и причин сбоя. Ученые объединили данные наблюдений за эмбрионами мышей с компьютерным моделированием. Мыши выбраны не случайно — их раннее развитие во многом похоже на человеческое.
В центре механизма оказался актин — белок, который формирует внутренний каркас клетки и помогает ей держать форму. В определенный момент актиновые нити собираются в кольцо вокруг еще не закрытого участка нервной трубки.
Дальше включаются молекулярные «моторы» — специальные белки, способные создавать силу внутри клетки. Они тянут актиновые нити, и кольцо начинает стягиваться, постепенно закрывая отверстие. По сути, процесс напоминает затягивание шнурка на мешке.
«Чтобы разобраться, как закрывается нервная трубка, нужно объединять разные области науки», — отметил Шиладитья Баннерджи.
По мере сжатия кольца клетки вытягиваются, меняют форму и двигаются согласованно. Возникает «петля обратной связи»: чем сильнее клетки тянут, тем быстрее перестраиваются. Компьютерная модель показала: без этой согласованности трубка не закроется полностью.
Если нарушается работа актина, молекулярных моторов или согласованное движение клеток, процесс может остановиться, оставив отверстие.
«Физическое моделирование механики клеток и тканей позволяет связать воедино этапы развития надежным и количественным способом», — объяснил Габриэль Галеа.
Развитие эмбриона зависит не только от генов, но и от физических сил на уровне клеток. Такие модели могут быть применены к другим этапам развития и помочь понять причины врожденных нарушений и способы их предотвращения.
👶 naukatv