Оси полярности: как выстраивается трехмерная модель роста эмбриона - новости на сегодня 06.09.2017



Оси полярности: как выстраивается трехмерная модель роста эмбриона

6 Сентября 2017

МОСКВА, 5 сен, Анна Урманцева. Почти сто лет назад немецкий эмбриолог Ханс Шпеман, демонстрируя удивительное терпение и мастерство, проводил эксперименты на эмбрионах шпорцевой лягушки. С помощью тончайших иголочек и микропипеток он пересаживал зачаток глаза одного зародыша в различные участки тела другого. Удивительно, но кожа пересаженного зачатка везде преобразовывалась в роговицу. Это навело Шпемана на мысль, что различные части эмбриона выделяют соединения, влияющие на развитие соседних областей. В результате ученый сформулировал теорию организующих центров, описав различные точки зародыша, за что получил Нобелевскую награду по физиологии и медицине в 1935 году.

Таким образом, стало понятно, что иногда встречающиеся чудища с двумя головами это не всегда сросшиеся близнецы, а, возможно, единый организм со сбившейся программой организующего центра. Ханс Шпеман описал эту ситуацию так: возникает дополнительный организующий центр, который посылает сигналы о том, что голова должна вырасти в такой-то точке, несмотря на наличие на противоположном конце такой же созревающей головы. Сейчас, через 100 лет после опытов Шпемана, ученые полностью убедились в его правоте. Кроме того, они уже знают, какие именно гены отвечают за появление организующих центров. Они могут определить эти гены, понять, какой продукт, то есть белок, они производят, и вколоть его в любое место на формирующемся теле. И именно там начнет развиваться дополнительный орган, например, вырастет голова!

Как же это происходит? Задача развития достаточно трудная: нужно сформировать сложный многоклеточный организм в трехмерном пространстве, точно определив, в каком месте и в какую сторону будут воспитывай ноги, руки, голова. Ошибка такого трехмерного макетирования может привести к непоправимым последствиям. Получается, что в сгустке клеток, которые поначалу и представляют собой эмбрион, должен быть вмонтирован некий компас, который не только фиксирует, где находятся север, юг, верх и низ, но и координирует подвигающиеся и делящиеся клетки в онлайн-режиме.



Как выяснили ученые, эта работа происходит с помощью прокладывания осей полярности, какие представляют собой дорожки веществ с постепенно снижающейся концентрацией (градиент концентрации). Первая стучу ось прокладывается еще в зиготе самой первой клетке, содержащей полный двойной коллектив хромосом в результате слияния яйцеклетки и сперматозоида.

Дальше образование этих осей сопровождает все этапы развития стаёт понятно, где располагаются спина, живот, где должны быть голова и ноги. Оси полярности есть и у каждого органа. Именно так клетки координируются между собой, перемещаясь по выложенным дорожкам нужных веществ, которые называются морфогенами. Концентрация морфогена это и есть понятная для клеток позиционная информация. Каждая клетка, реагирующая на индивидуальный градиент концентрации, понимает, где она находится, и активирует работу совершенно уникального коллектива генов, которые запускают развитие нового органа, вначале знакомившего собой бугорок.

Так кто же запускает оси полярности? Кто является руководителем в организующих центрах, о которых писал еще Ханс Шпеман почти 100 лет назад? На этот вопрос пока доказательных ответов у ученых нет. Однако во многих лабораториях есть опыты, в которых опытники пробуют на самом раннем этапе развития эмбриона отключить тот или иной ген, формирующий ось полярности.

Поясняет профессор кафедры генетики биологического факультета МГУ наименования М. В. Ломоносова Татьяна Ежова: Пробовали выключать ось плечо краешки пальцев (дистально-проксимальную ось) закономерно идет недоразвитие всех отделов кисти. Если расстраивается работа одного из генов, который отвечает за ось ладонь тыльная сторона (дорзо-вентральную ось), прямо на тыльной стороне у лабораторных мышей начинают расти подушечки пальцев. Если экспериментировать с задне-передней осью ( большой палец мизинец ), спровоцировал усиленную работу генов полярности, образуется симметричная структура кисти: так было бы, если по двум сторонам человеческой руки мы имели бы мизинцы или большие пальцы. Если отключить работу гена, прокладывающего эту же ось, то вместо разных по строению костей предплечья, запястья и пальцев образуется по одной утюжь в каждом отделе. Больше всего таких исследований созданного генетиками на курах и мышах. Но те же гены действуют и при образовании ног человека.

Получается, что можно вырастить сколько угодно голов, рук, ног и клеток на все это тяпнет? На самом деле, если идет развитие по сценарию нормы, известно, сколько именно клеток формирует зачаток органа. А вот если вытекают отклонения в развитии, могут запуститься любые процессы, в частности, клетки могут начать делиться в неконтролируемых объемах. Таким образом, теоретически ни аза в глаза не знаю, как работают организационные центры, ученые могут смоделировать создание существа любой конфигурации, однако оно будет нежизнеспособным. Ведь эволюция уже давно опробовала все эти варианты и остановилась на самых удачных из них.


Редактор рубрики


Место события на карте мира:










комментарии (0)


Вы можете оставить комментарии от своего имени, через сервисы представленные ниже:


Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Россия настаивает на переговорах с Западом по проблеме лагеря \




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

30 Сентября 2018, 15:16 Alexander

Санация идет по плану. Интересно, кто станет новым владельцем? ... »

5 Сентября 2018, 20:43 Larisa

"С жалобами на подземные толчки". Забавно)) ... »

27 Мая 2018, 04:50 Irina

Ошибка: До 2014 года только в Паттайе, по данным таиландских властей, бредили более 60 тысяч россиян. ... »

26 Мая 2018, 02:52 evgen69th

Здесь есть нацеленный обман, т.к. "аналогов которому в России до сих пор не существовало" - это откровенная ложь. Уже 17-й сезон существует Байкальский проект - https://baikalproject.com - который является первопроходцем образовательной ... »

29 Апреля 2018, 17:49 Denis

Точно Шмаков говорит, не допустят депутаты такого "равноправия" с обычными людьми. Подзажрались уже, даже если раньше были рабочими. пять лет в думе и бронзовеют. Хотя, было бы прикольно посмотреть, как они ... »

27 Апреля 2018, 07:39 Дина

Назначение Медведева на этот пост вновь будет большой ошибкой Президента. Мы голосовали за Путина без Медведева, ибо тот ,несмотря на хвалебные отчеты, практически саботирует вместе со своим кабинетом все инициативы Путина. ... »

16 Апреля 2018, 09:48 Kristel

Ну сколько они еще будут ее мучить? Издеваются над невинным человеком как хотят, Бога не боятся! ... »

Новости шоу-бизнеса

Отец Началовой назвал ее виновницей собственной смерти

Отец Началовой назвал ее виновницей собственной смерти

МОСКВА, 23 марта —. Отец Юлии Началовой Виктор убежден, что в смерти певицы виновата только она сама. Так, в передаче Андрея Малахова на канале Россия 1 Виктор Началов оповестил, что девушка занялась самолечением и запустила болезнь. 21 марфа, 15:56 Можно умирать : коллеги … Прочитать