Во время внутриутробного развития мозг не обращает внимания на возможные перебои в снабжении питательными веществами, продолжая брать их столько, сколько ему нужно; в то же время прочие органы и ткани могут реагировать на ухудшение питания почти полной остановкой роста.

Стволовая клетка нервной системы

Если во время беременности растущий плод недополучит питательных веществ, младенец родится с непропорционально большой головой: в условиях голода формирующийся мозг оттянет на себя «продукты» от других, менее важных частей тела. Учёные из Национального института медицинских исследований в Великобритании сообщают о том, что им удалось выяснить молекулярный механизм, который даёт мозгу такое преимущество перед прочими органами в период внутриутробного развития.

В качестве модельного объекта для исследований использовались личинки дрозофил: если заставить личинку поститься на последних стадиях развития, то почти полностью остановится рост всех тканей — за исключением нервной. На развитии стволовых клеток нервной ткани недостаток питания практически не сказывался. Как оказалось, растущая нервная система перестаёт реагировать на химические сигналы, которые призывают «затянуть пояс».

Клеточные сигнальные пути формирующихся органов ориентируются на концентрацию аминокислот и инсулина во внешней среде, и если того и другого много, то всё в порядке, можно расти. Если же концентрация аминокислот и инсулина падает — рост замедляется. А вот нервная ткань выходит из положения: при недостатке питательных веществ в её стволовых клетках включается ген Alk, или ген киназы анапластической лимфомы. Как видно из названия, этот Alk активируется при развитии опухолей лимфатической ткани, но, похоже, его функция этим не ограничивается. С помощью регуляторного фермента, кодируемого этим геном, нервные клетки перестают реагировать на сообщения о недостатке аминокислот и сахаров и продолжают черпать то и другое в необходимых для нормального развития количествах. Результаты экспериментов исследователи опубликовали в журнале Cell. 

Известно, что внутриутробное ограничение роста, связанное с недостатком питания растущего плода, в зрелом возрасте чревато различными метаболическими нарушениями. Вероятно, экстренная активация «гена спасения» имеет свою, и весьма немаленькую, цену. С другой стороны, вероятно, что ген Alk так же действует и при развитии опухоли, помогая ей в снабжении питательными веществами. И хотя настоящая работа выполнена на плодовых мушках, исследователи надеются, что это поможет понять взаимосвязи между стволовыми и раковыми клетками у человека.