Развитие с поворотом: лево-правая асимметрия у личинки Oikopleura dioica

Исследователи из Университета Осаки раскрыли детали необычного лево-правого (L-R) паттернирования у оболочника Oikopleura dioica, о котором более века назад сообщал биолог Х. К. Дельсман. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ключевое отличие

У большинства хордовых билатеральная симметрия формируется позже в развитии. Однако у личинки O. dioica асимметрия появляется уже на стадии четырёхклеточного зародыша и сохраняется: нервный тяг, который у хордовых обычно находится на спинной стороне, формируется на левой стороне животного.

Механизм асимметрии

Исследование показало, что у этого организма для L-R паттернирования используются:

  • Колебания ионов кальция

  • Экспрессия гена костного морфогенетического белка (Bmp) на правой стороне

При этом в геноме O. dioica отсутствует ген Nodal — эволюционно консервативный «левый» ген, характерный для других хордовых.

Развитие с поворотом

По мере развития, вероятно, происходит поворот хвоста на 90° против часовой стрелки относительно туловища, что приводит к локализации нервного тяга хвоста на левой стороне.

Значение открытия

  • Отсутствие Nodal и ранний L-R паттерн представляют особый интерес для понимания роли Nodal, Bmp и колебаний кальция в эволюции хордовых.
  • Как отмечает старший автор Хироки Нисида, работа даёт пример, где дорсо-вентральная ось и экспрессия Bmp приводят к повороту на 90° вместе с L-R паттернированием. Это может помочь понять причины инверсии дорсо-вентральной оси на 180° между насекомыми и позвоночными.