Один транскрипционный фактор отвечает за развитие стрекательных клеток

Книдарии (стрекающие) — важные модельные организмы для изучения эволюции клеток. Стрекательные клетки (книдоциты) возникли относительно недавно. В ходе эмбриогенеза книдоциты развиваются из тех же клеток-предшественников, что и нейроны. Чтобы развились не нейроны, а стрекательные клетки, в них должны возникнуть специфические органеллы книдоцисты, а программа развития нейронов должна быть подавлена. Ученые из Флоридского университета показали, что у актиний Nematostella vectensis за оба процесса отвечает транскрипционный фактор ZNF845.

Изначально ZNF845 идентифицировали у Hydra как маркер мультипотентных стволовых клеток. Авторы новой работы показали, что на ранних этапах эмбриогенеза клетки N. vectensis также экспрессируют этот транскрипционный фактор. ZNF845 коэкспрессировался как с SoxB2, маркером клеток-предшественников нейронов, так и с PaxA, маркером дифференцирующихся книдоцитов. При снижении уровня экспрессии ZNF845 число стрекательных клеток значительно уменьшалось, снижалась экспрессия PaxA и всех его известных таргетов, а число RFamide-экспрессирующих нейронов повышалось. Таким образом, этот транскрипционный фактор способствует экспрессии генов, необходимых для формирования книдоцитов и подавления развития RFamide-экспрессирующих нейронов.

Авторы также изучили роль ядерных рецепторов NR2F в этих процессах. Оказалось, что NR11, NR12 и NR13 экспрессировались в эктодерме в ходе раннего эмбриогенеза. При снижении уровня экспрессии ZNF845 их экспрессия также подавлялась. При этом NR11, NR12 и NR13 не коэкспрессировались, так что, скорее всего, они экспрессировались в разных субпопуляциях книдоцитов. Дальнейшие эксперименты показали, что нокдаун NR12 приводил к увеличению числа RFamide-экспрессирующих клеток. Авторы предположили, что экспрессия RFamide активно подавляется в стрекательных клетках.

После этого ученые охарактеризовали транскрипционный фактор ZNF845. Он содержит шесть тандемных доменов с мотивом цинковые пальцы Cys2His2. Авторы изучили филогению ZNF845 и показали, что он возник у книдарий сравнительно недавно в результате перестроек и дупликаций доменов. Авторы предложили переименовать ZNF845 в CnZNF1.