Транскрипционный путь, зависящий от кальциневрина, контролирует тип мышечных волокон скелетной мускулатуры

Медленные и быстрые мышечные волокна (myofibers) взрослой скелетной мускулатуры экспрессируют уникальные наборы мышечно-специфичных генов, и эти отличительные программы экспрессии генов регулируются вариациями активности мотонейронов. Хорошо известно, что в результате более частой нейральной стимуляции медленные волокна поддерживают более высокий уровень внутриклеточного свободного кальция по сравнению с быстрыми волокнами, однако механизмы, с помощью которых кальций может выступать в роли посредника, связывающего нервную активность с изменениями экспрессии генов в скелетной мышце, оставались неизвестными. В настоящей работе показано, что специфическая для типа волокна экспрессия генов в скелетных мышцах контролируется сигнальным путем, включающим кальциневрин — чувствительную к циклоспорину кальций-регулируемую серин/треонин-фосфатазу. Активация кальциневрина в скелетных миоцитах селективно усиливает промотеры генов, специфичных для медленных волокон. Наоборот, ингибирование активности кальциневрина путем введения циклоспорина A интактным животным способствует трансформации медленных волокон в быстрые. Транскрипционная активация специфических для медленных волокон генов, по-видимому, опосредована комбинационным механизмом с участием белков семейств NFAT и MEF2. Эти результаты выявляют молекулярный механизм, с помощью которого различные шаблоны активности мотонервов стимулируют селективные изменения экспрессии генов, формируя специализированные характеристики медленных и быстрых миофибрилл.