Принципиальный вопрос биологии состоит в том, как образовался базовый план тела животного и как он смог развиться до таких сложных форм, как, например, тело человека. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что еще на уровне беспозвоночных закладывается механизм формирования будущих осей человеческого тела.
У человека можно отметить три основные оси, примерно как в декартовой системе координат: передне-задняя ось, определяющая, где будет рот, а где анус; дорсально-вентральная ось, отделяющая у позвоночных переднюю часть тел от задней, и лево-правая ось, задающая зеркальную симметрию конечностей и асимметрию внутренних органов. Все эти три оси задаются на самых ранних стадиях эмбрионального развития.
Группа ученых под руководством проф. Томаса Голштейна (Thomas Holstein) из Гейдельбергского университета (Германия) и Центра биоинформатики в Вене (Австрия) выбрали для изучения бесполый процесс размножения пресноводной гидры. Благодаря своей способности к регенерации и лучевой симметрии, гидра — прекрасный объект для изучения генезиса основных осей тел животных. Кроме того, у нее наблюдается только одна ось и одно отверстие.
По итогам молекулярного анализа стволовых клеток и белков Wnt этой весьма примитивной системы, ученые обнаружили сигнальный путь TGFβ/Nodal. «До сих пор такие сигнальные пути были нам известны только в животных с двусторонней симметрией, где они задействованы создании сигнального центра для раннего развития эмбриона и формирования право-левой асимметрии. Оказалось, что у гидр тоже есть соответствующий ген, который участвует в асимметично позиционировании почек на теле родителя», — объяснил доктор Хироши Ватанабе (Hiroshi Watanabe), участник исследования.
Как считает профессор Гольштейн, это «начальная точка в развитии право-левой оси у двусторонне-симметричных животных, что открывает весьма привлекательные направления для дальнейших исследований». Но уже сейчас можно обратить внимание, насколько походи базовые молекулярные процессы в эмбрионах у простых кишечно-полостных и у позвоночных, в том числе человека.
Источник изображения: Анатомический атлас
