Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

У человека нашли зародышевый организатор

В человеческом эмбрионе есть клетки, которые раздают указания другим.

У человека нашли зародышевый организатор
Эмбрион курицы с собственной осью тела (вверху) и со второй осью тела, расположенной ниже и правее и берущей начало от человеческих клеток зародышевого организатора

Эмбриональное развитие многим кажется процессом почти мистическим: ну как же это, из одной единственной клетки – и вдруг целый человек (или корова, или рыба, и т. д.). Однако в эмбриональном развитии есть свои закономерности, которые действуют буквально в любом эмбрионе, будь то зародыш рыбы, птицы или зверя.

Хотя биологи довольно давно начали изучать развивающиеся зародыши, до поры до времени это были просто наблюдения: эмбриональные клетки делились, эмбрион менял форму, в нем появлялись зачатки органов и т. д. Но как клетки узнают, что им нужно переместиться туда или сюда, как они узнают, кем быть?

В начале 20-х годов прошлого века эмбриологи Ханс Шпеман и Хильда Мангольд обнаружили у зародышей амфибий группу клеток, которую назвали организатором – эти клетки указывали другим, как им развиваться. Тот участок зародыша, где сидит организатор, формирует хорду, нервную трубку (зачаток центральной нервной системы) и зачатки еще некоторых тканей.

Клетки организатора пересаживали другому зародышу в другое место – и в результате у зародыша с дополнительным организатором появлялся второй комплект хорды и нервной трубки, хотя без второго организатора в том месте, куда его пересадили, должны были возникнуть другие ткани.

У человека нашли зародышевый организатор
Человеческий эмбрион на стадии 4 клеток

Благодаря зародышевому организатору (или организатору Шпемана) биологи поняли, что за эмбриональным развитием можно не только наблюдать, но и манипулировать им, изменяя судьбу тех или иных частей зародыша.

Первый организатор нашли у саламандр, затем такие же клеточные зоны обнаружили у лягушек, птиц и мышей. С середины 90-х годов стали появляться работы, посвященные молекулярному устройству эмбрионального организатора: сначала удалось выяснить, какие сигнальные белки включают гены, которые придают зародышевым клеткам управляющие свойства, потом разобрались в молекулярных различиях внутри самого организатора.

Наконец, в 2007 году благодаря мышиным эмбрионам стало ясно, что сигналы, которые делают организатор организатором, приходят к эмбриону извне – из тех тканей, которые его окружают и питают.

И все это время исследователей мучил вопрос: есть ли эмбриональный организатор у человека. С одной стороны, их не может не быть, с другой – всякую гипотезу, даже самоочевидную, нужно подтверждать экспериментально.

Но эксперименты с человеческими эмбрионами во многих странах довольно сильно ограничиваются специальными законами. Поэтому исследователи из Рокфеллеровского университета пошли обходным путем: они сымитировали развитие эмбриона в лаборатории.

Сначала эмбриональные клетки человека выращивали на специальных носителях, на которых клетки могли бы сложиться в эмбрионоподобные структуры; одновременно их обрабатывали сигнальными белками, направляющими развитие зародыша. И, как оказалось, в некоторых клетках под действием сигнальных белков включились гены, которые работают именно у клеток эмбрионального организатора.

У человека нашли зародышевый организатор

Более того, когда эти клетки пересадили зародышу курицы, у него появился второй зачаток нервной системы – помимо своего собственного, сформированного под действием собственного организатора. То есть клетки человека указали клеткам курицы, что им делать – ровно так, как клетки одного зародыша саламандры стали управлять клетками в другом зародыше саламандры в опытах Шпемана и Мангольд.

Человеческие клетки, таким образом, вели себя как настоящий зародышевый организатор, и в статье в Nature авторы пишут, что и система молекулярных сигналов в них работала та же самая, что и во всех прочих организаторах.

Совсем не исключено, что в человеческом организаторе есть какие-то отличия от организаторов других организмов. Некоторые из таких отличий можно узнать, экспериментируя с вышеописанной модельной системой, когда эмбрионоподобные структуры получают в лаборатории, другие же особенности, может быть, станут понятны, только если изучать натуральный зародыш.

Но так или иначе, даже сейчас можно получить массу информации об индивидуальном развитии человека (и об аномалиях развития), вводя мутации в клетки зародышевого организатора и наблюдая, чем все закончится – именно такие эксперименты авторы работы планируют начать в ближайшее время.

Автор: Кирилл Стасевич





Ссылка на источник

Tags: биология, гены, наука, физиология
Subscribe

Posts from This Journal “физиология” Tag

Buy for 20 tokens
Технология погружения человека в состояние искусственной спячки очень пригодится для будущих межпланетных перелетов, с ее помощью можно было бы спасать заблокированных в шахтах горняков и терпящих бедствие подводников. Разработку такой технологии поддерживает Фонд перспективных исследований…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment