Найден ген, запускающий формирование нервной системы



Гипотеза о том, что нервная система у зародыша формируется сама, без специфических сигналов, не подтвердилась. Японские исследователи нашли ген, который запускает превращение зародышевых клеток в нервные.

В процессе развития эмбриона выделяют важную стадию образования трёх зародышевых листков. У большинства многоклеточных на каком-то этапе тело зародыша имеет трёхслойное строение, и каждый из этих слоёв — эктодермы, мезодермы и эндодермы — является предшественником целой группы тканей. Так, производные экзодермы будут выполнять в будущем организме покровную и сенсорную функции, то есть среди прочего эктодермный листок зародыша даёт начало всей нервной системе.

По результатам исследований формирования нервной ткани была создана своеобразная модель, согласно которой нервная ткань формируется у зародыша пассивным способом. Иначе говоря, когда остальные альтернативы развития уже исчерпаны, и не надо формировать различные покровные ткани, тогда и наступает черёд нервной. Это подразумевает, что специфического активного сигнала к началу этого процесса нет: клетки эктодермы содержат несколько белков-ингибиторов, которые сдерживают развитие нервной ткани. Когда всё остальное сформировано, эти ингибиторы, образно говоря, отпускают вожжи, и начинается выработка нервной ткани.

Исследователям из Центра биологии развития при Институте физико-химических исследований (RIKEN) удалось поколебать модель пассивного развития нервной ткани. Группа под руководством Йошики Сасаи исследовала активность генов при превращении мышиных эмбриональных клеток-предшественников нервной ткани. Обнаружилось, что продукт одного из генов, Zfp521, активирует другие гены, вовлечённые в процесс создания нервной ткани, даже в присутствии белков, которые эти гены обычно подавляют.



Схема формирования зародышевых листков. Жёлтый — эктодерма, зелёный — мезодерма, красный — эндодерма. (Иллюстрация Francis Leroy, Biocosmos).

При исследовании мышиных эмбрионов оказалось, что локализация белка Zfp521 в эмбрионе и время его активности связаны именно с тем местом, где начинается превращение эктодермы в нервную ткань. Если мышиным зародышам на ранней стадии развития вводили клетки-предшественники нейронов с выключенным геном белка Zfp521, то они не могли встроиться в формирующуюся нервную систему зародыша. Последующий молекулярно-генетический анализ показал, что этот ген стимулирует превращение эктодермы в нейроэктодерму, из которой, в свою очередь, получаются уже непосредственные предшественники нейронов. Подробно эксперименты японских исследователей описаны в публикации журнала Nature.

Daisuke Kamiya, Satoe Banno, Noriaki Sasai, Masatoshi Ohgushi, Hidehiko Inomata, Kiichi Watanabe, Masako Kawada, Rieko Yakura, Hiroshi Kiyonari, Kazuki Nakao, Lars Martin Jakt, Shin-ichi Nishikawa & Yoshiki Sasai Intrinsic transition of embryonic stem-cell differentiation into neural progenitors. – Nature. – V.470. – P. 503–509. – 24 February 2011. – doi:10.1038/nature09726; Published online 16 February 2011.

Таким образом, нервная ткань формируется не пассивно и не «сама по себе», а под действием специфического активного регулятора, который даёт старт её образованию. Расшифровка механизма может оказаться чрезвычайно важной для медицины, если удастся показать, что точно так же запускается формирование нервной ткани у человека.

Источник

«Счастье дается только знающим. Чем больше знает человек, тем резче, тем сильнее он видит поэзию земли там, где ее никогда не найдет человек, обладающий скудными знаниями»

Константин Паустовский

Файлы

Живые организмы - спутники человека

Великий конфликт

Преданная революция

Возвращение времени. От античной космогонии к космологии будущего