Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Мозг позвоночных формируется по заранее созданным чертежам

В эволюции бывает так, что молекулярно-генетический аппарат, необходимый для формирования какой-нибудь структуры (например, части тела) появляется задолго до того, как эта самая структура возникает в явном виде.

Мозг позвоночных формируется по заранее созданным чертежам

Как раз такой случай описывают в своей статье в Nature исследователи из Института медицинских исследований Стауэрса (США), изучавшие генетическое устройство морских миног. Миноги, хотя и относятся к позвоночным, в эволюционном смысле находятся на самом «дне» группы, и вместе с миксинами их объединяют в надкласс бесчелюстных. Они действительно сильно отличаются от привычных нам позвоночных: у них, например, нет костной ткани, позвоночник и череп недоразвиты, нет челюстей (потому их и назвали бесчелюстными). Среди позвоночных они считаются одним из самых древних представителей, возникшими задолго до рыб. Часто их вообще исключают из позвоночных, однако рассматривают как группу, из которой позвоночные возникли.



Рабб Крумлауф (Robb Krumlauf) и его коллеги изучали работу гомеозисных генов миног при закладке в их организме заднего мозга. Гомеозисные гены (или Hox-гены) определяют процессы роста и дифференцировки тканей, определяют членение тела зародыша на сегменты, и во время индивидуального развития они указывают, где нужно сформировать ту или иную часть тела: ногу, крыло, глаз, где будет хвост, где – голова и т. д. Можно сказать, что Hox-гены чертят план тела, и, например, в формирующейся голове от них зависит сегментация мозга.

Мозг позвоночных формируется по заранее созданным чертежам

Задний мозг, за которым наблюдали авторы работы, представляет собой сложный (хотя и древний) комплекс, куда входят мозжечок, ретикулярная формация (где находится центр засыпания) и другие структуры. У рыб он уже довольно сложно дифференцирован, но у миног, которые появились за 400 млн лет до рыб, он относительно прост и даже не сегментирован. Тем не менее, гены миног работают так, как если бы задний мозг обладал намного более сложным строением.

Сначала биологи внедрили в мышей и рыб Danio rerio флуоресцентный белок, снабжённый регуляторными последовательностями Hox-генов. Там, где были активны настоящие Hox-гены, там же активировался и светящийся белок. Таким образом, исследователи получили портрет генетической специфической активности гомеозисных генов при формировании заднего мозга у мышей и рыб.

Когда ту же самую операцию провели с миногами, то получили ту же самую картину: в голове у них Hox-гены работали с теми же особенностями, что и у «настоящих» позвоночных. Хотя ожидалось, что гены тут вообще вряд ли будут работать у миног, а не то что обозначать отделы мозга. Более того, с помощью мутаций удалось выяснить, что у них в активации гомеозисных генов задействованы те же молекулярно-сигнальные пути, что и у мышей. Можно сказать, что молекулярно-генетический «чертёж» для будущих структур в заднем мозге позвоночных был создан заранее, ещё у предковых миногоподобных форм (причём под чертежом тут нужно понимать не просто наличие необходимых генов, но и схему их активации). Через миллионы лет такой «чертёж» получил возможность воплотиться в реальности. Правда, возникает вопрос, для чего такие гены активируются заранее.

Это далеко не единственный пример молекулярно-генетической предусмотрительности эволюции. Несколько лет назад в Nature выходила похожая работа, в которой исследователи из Чикагского университета (США) описали у полухордовых животных комплекс сигнальных белков, необходимых для формирования мозга в целом. Здесь опять же речь идёт о готовой молекулярной системе управления, которая появилась у организмов, вообще считающихся переходным звеном между иглокожими и хордовыми.

Автор: Кирилл Стасевич





Ссылка на источник

Tags: биология, генетика, животные, исследования, мозг, нейрофизиология, эволюция
Subscribe

Posts from This Journal “генетика” Tag

  • Чем люди отличается от мышей?

    Вопрос в заголовке может показаться без преувеличения идиотским: мы все знаем, как выглядит мышь и как выглядит человек. Но никто не будет отрицать,…

  • Ай-ай и медленный лори любят выпить

    Склонность мадагаскарской руконожки и медленного лори к забродившему соку заставляет иначе взглянуть на способность приматов быстро перерабатывать…

  • Цветы пахнут активно

    Эволюционируя вместе с насекомыми, растения обзавелись огромным ассортиментом запахов, с помощью которых они привлекают к себе опылителей –…

promo nemihail 14:00, yesterday 123
Buy for 30 tokens
Эко вилла на Тайване удовольствие не из дешевых, но в любом случае я не ожидал такой ценник. Давайте разберемся за что просят такие космические деньги и детально изучим это строение. На Тайване всего 2% аборигенов и им могут позавидовать аборигены других стран, поскольку о них не просто…
  • 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 

  • 0 comments