Новый метод решает многовековую загадку эмбриологии
Биологи с XIX века пытались понять, какой из трёх зародышевых листков эмбриона появился первым в эволюции животных. Технология CEL-Seq, разработанная в Технионе (Израиль), дала ответ.
Ключевое открытие:
Используя метод CEL-Seq, который позволяет одновременно отслеживать активность всех генов в отдельной клетке, профессор Итаи Янай и его коллеги получили убедительные доказательства последовательности эволюции:
- Первым эволюционировал энтодерма (внутренний слой).
- Затем — эктодерма (наружный слой).
- Последним — мезодерма (средний слой).
Как пришли к выводу:
- Гены, активные в энтодерме червя, включаются первыми в процессе развития эмбриона, за ними следуют гены эктодермы и мезодермы.
- Гены энтодермы оказались эволюционно старше генов, характерных для двух других слоёв.
Эволюционная гипотеза:
Согласно статье в Nature, энтодерма восходит к древним одноклеточным организмам, которые объединились, образуя первых многоклеточных животных. Клетки энтодермы сохранили свою первоначальную питающую функцию, что позволило остальным клеткам эволюционировать в новые слои.
Значение и перспективы метода:
- Понимание эволюции клетки может показать, что в ней легко изменить, а что — трудно. Это полезно, например, для попыток обратить болезненное состояние клетки.
- CEL-Seq позволяет зафиксировать статус («включён» или «выключен») всех ~20 000 генов в отдельной клетке, что даёт полную картину её функций.
- Сам Янай сейчас применяет метод для изучения развития опухолей у рыбки данио-рерио, рассматривая рак как естественное расширение своей работы по развитию и эволюции.
- В другом текущем исследовании с помощью CEL-Seq сравнивают регуляцию генов у десяти разных видов животных, чтобы понять универсальные принципы, делающие животное животным.