Разгадана тайна сегментации: учёные раскрыли уникальный механизм формирования тела кольчатых червей

Исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета совершили прорыв в эволюционной биологии, впервые детально описав молекулярный механизм сегментации тела у кольчатых червей. Работа, поддержанная грантом Российского научного фонда и опубликованная в журнале Evolution and Development, раскрывает удивительные различия в формировании сегментированных структур у разных групп животных.

Учёные выбрали в качестве модели червя-нереиса Alitta virens, чьи гены развития обладают высокой консервативностью и работают схожим образом у всех животных, включая позвоночных и человека. "Мы проследили за работой ключевых генов engrailed и wnt1 на всех этапах развития — от эмбриона до молодой особи", — объясняет руководитель исследования Виталий Козин.

Используя современные методы визуализации, биологи обнаружили, что на ранних стадиях развития включается ген engrailed, формируя симметричные зоны, которые постепенно вытягиваются в поперечные полосы, соответствующие будущим границам сегментов. Ген wnt1 активируется несколько позже, причём зоны его активности образуют сложную перекрывающуюся архитектуру с зонами engrailed.

Этот механизм кардинально отличается от процесса сегментации у членистоногих, где те же гены работают только в задней части каждого сегмента без перекрывания зон активности. "Наши данные предоставляют убедительные аргументы в пользу независимого возникновения сегментации в разных ветвях эволюционного древа", — подчёркивает Козин.

Открытие имеет фундаментальное значение для понимания эволюции сложных организмов. Сегментация лежит в основе формирования многих структур человеческого тела — от позвоночника и рёбер до нервной системы. Исследование не только проливает свет на происхождение одного из самых успешных эволюционных "изобретений", но и открывает перспективы для регенеративной медицины.

Понимание того, как природа строит и восстанавливает многосегментные структуры, может помочь в разработке методов стимуляции регенерации тканей у человека. Это исследование наглядно демонстрирует, как изучение древних механизмов развития может открывать новые горизонты в современной биомедицине.

Источник: vk.com

Комментарии: