html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Как вы стали позвоночными

big.jpg

Редакционный материал

Каким образом из одной клетки вырастает целый организм, со всеми его тканями, органами, нервами, глазками, лапками, усиками? С тридцатью двумя зубами, наконец?! Неужели «оно», чем бы оно ни было, умеет считать до 32, и как оно это делает?

На эти вопросы отвечает — или, по крайней мере, пытается — сравнительно молодая ветвь биологии по имени «эволюция развития», или сокращенно evo-devo. В истекшем месяце эта ветвь принесла новый плод — работу группы биологов из Неаполя и Барселоны, разобравших по винтикам один из важнейших этапов сборки многоклеточных животных вообще — и нас, позвоночных, в частности. Но история эта непростая, и начать придется издалека.

Мы тут недавно упоминали, что генов у человека всего-то тысяч двадцать, а когда-то думали, что целый миллион. Ошибка простительная: если гены считать чем-то вроде команд компьютерной программы, то меньше чем за миллион шагов такую махину, как человек, не построить. Оказалось, что природа очень экономна, даже и не ждешь такого от системы, возникшей путем случайных проб, ошибок и отбора. Один из способов сэкономить гены называется «альтернативный сплайсинг».

Дело было так: давным-давно наших одноклеточных предков атаковали паразиты, вроде нынешнего вируса герпеса. Они встраивались в его геном где попало, чем ужасно портили гены. Но предок выкрутился: он как ни в чем не бывало считывал со своих генов РНК, но перед тем, как отправить эту РНК на белковую фабрику, аккуратно вырезал из нее всю паразитическую дрянь, а оставшиеся важные части — так называемые «экзоны» — сшивал между собой. Это и есть сплайсинг. И вот тут вступает в дело метод проб и ошибок: раз уж мы завели себе такой прекрасный гаджет, почему бы не использовать его для более глобальных целей, чем борьба с паразитом? С его помощью, например, можно перекраивать разными способами продукт одного гена, чтобы из него получилось несколько разных белков. Если мы возьмем из гена, к примеру, только экзоны номер один, три и пять — получится вот такой белок, а если оставить экзоны номер два и четыре — совсем другой. Такой сплайсинг называют «альтернативным», и он открывает огромные возможности.

Природа воспользовалась этим фокусом так охотно, что последствия мы расхлебываем до сих пор. Об этом как раз повествует работа Хорди Гарсия-Фернандеса, Мануэля Иримьи и их коллег. В этой работе, подписанной 22 авторами, есть и компьютерный анализ геномных данных, и генные манипуляции с аквариумными рыбками, и микроскопия, всего и не расскажешь. Так что сразу опишем картину, которая вырисовалась из тумана, когда все опыты остались позади.

Ключевую роль в этой истории играет ген ESRP. Именно он, как оказалось, распоряжается у всех животных программами альтернативного сплайсинга — указывает, в какой клетке какие экзоны пустить в дело, а какие выбросить. Программы эти у всех разные — и неудивительно, поскольку морской еж не похож на зайца, а автор этих строк, к своему глубокому огорчению, ничем не напоминает рыбку гуппи. Однако внимательное сравнение этих программ позволило биологам найти в них общее — и это «общее», видимо, было главным назначением ESPR у общего предка вторичноротых (это, кстати, как раз мы с вами и есть). Речь идет о важном событии в жизни каждого зародыша — «мезенхимально-эпителиальном переходе». Видите ли, у зародыша есть мезенхима — некоторый запас клеток, который еще и тканью-то назвать нельзя; зато он служит сырьем для образования многих тканей тела. И вот когда свободно гуляющая клетка мезенхимы прикрепляется к постоянному месту жительства, система ESPR делает это решение необратимым. Теперь продукты генов повзрослевшей клетки будут перекраиваться сплайсингом совсем по-другому, и из них получатся совсем другие белки.

По словам одного из руководителей исследования Мануэля Иримьи, это процесс, противоположный метастазированию злокачественной опухоли. Когда жизнь организма подходит к концу, злокачественная клетка может оторваться от растущей опухоли и отправиться гулять по телу, обращая все в хаос. А в самом начале жизни, наоборот, неопределившаяся клетка мезенхимы, перед которой были открыты все дороги, прикрепляется к месту и принимает решение о своей судьбе, придавая организму его окончательную форму.

Постепенно организмы усложнялись, а функции системы ESPR множились. Событие, особенно важное для нас с вами, произошло около 700 млн лет назад. Случилось это в «гене рецептора фактора роста фибробластов» (это название лучше произносить скороговоркой, не вдумываясь, или даже сокращать до FGFR, иначе точно запутаетесь). А именно: небольшой кусок внутри гена удвоился, такое нередко бывает с генами. Лишний кусочек внутри гена — не трагедия для существ, которые к тому времени уже отлично умели вырезать из своих генов все ненужное. Они просто вырезали первый из удвоенных кусочков (IIIb), а второй (IIIc) оставляли.

Но тут — а происходит это, заметьте, у общего предка хордовых — неразбериху в гене FGFR вдруг замечает система ESPR. А заметив, начинает проделывать с ним то единственное, что умеет: в момент мезенхимально-эпителиального перехода переключает сплайсинг так, чтобы вместо кусочка IIIc в белке оказывался кусочек IIIb. В результате рецепторы факторов роста у мезенхимы и у «взрослых» клеток оказываются совершенно разными: первые чувствительны к сигналам, выделяемым клетками эпителия, а вторые, напротив, остро реагируют на жалобный химический писк клеток мезенхимы. Эта клеточная перекличка, как оказалось, стала важнейшим событием в формировании органов нашего тела, особенно передней и важнейшей его половины. Об этом можно судить хотя бы по тому, как скверно выглядят зародыши, у которых этот механизм нарушен (если, конечно, отсутствие легких, внутреннего уха и губ позволяет этому объекту вообще называться зародышем).

Для читателя, нешуточно повернутого на биологии (а другие до этого места и не дочитали), сообщим еще кое-что: по мнению авторов, все эти события произошли до «кембрийского взрыва», в так называемой «горячей точке билатеральности» — в тот исторический момент, когда вдруг волшебным образом на морском дне закопошились первые двусторонне-симметричные животные. Приключения экзонов IIIb и IIIc — особенность именно нашей истории, а в других ветвях древа жизни в гене FGFR произошли другие события. Но все они так или иначе поставили его под контроль системы альтернативного сплайсинга, чем и определили нашу блистательную эволюционную судьбу.

Под «нашей» мы здесь понимаем, собственно, судьбу вторичноротых. Именно эта ветвь дала миру существ, способных, среди прочих достижений, дочитать до конца эту заметку, не запутавшись и не заскучав. Я уверен, что такие вторичноротые присутствуют и в нашей читательской аудитории: низкий им поклон от автора.

Эта заметка была впервые опубликована в еженедельнике «Окна», литературном приложении к израильской русскоязычной газете «Вести».

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с snob.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • snob.ru
          • физика
          • эволюция
          • лето
          • исследования
          • биология
          • геном
          • домен snob.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции