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
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....