Организатор осей тела: молекулярные принципы возрастом 600 миллионов лет

Для человека и животных правильное положение тканей, органов и конечностей имеет ключевое значение. Две оси тела (голова–хвост и спина–брюхо) обычно определяют это положение, создавая систему координат, которая задаёт каждой клетке тела её точный «адрес». Так, например, центральная нервная система позвоночных всегда расположена на спине, а кишечный тракт — на брюшной стороне.

На ранней стадии развития позвоночных в области первичного рта (бластопора) эмбриона формируется «организатор». Он отвечает за формирование осей организма. Его открытие принесло Хансу Шпеману Нобелевскую премию в 1935 году. Ткань организатора «инструктирует» окружающие клетки участвовать в формировании осей тела, определяя их дальнейшую судьбу. Без организатора эмбрион не знал бы, где должны быть голова, хвост, спина и брюхо. Ошибки в регуляции осей тела могут привести к тяжёлым порокам развития, например, к формированию сиамских близнецов.

За последние 25 лет исследователи в значительной степени выяснили генетическую основу этой особой части эмбриона позвоночных. Распространённым предположением было, что организатор — это специфическая черта позвоночных, поскольку его не наблюдали у эмбрионов насекомых или червей.

Команда Григория Гениховича и Ульриха Технау из Департамента молекулярной эволюции и развития Венского университета теперь продемонстрировала, что не только принцип организатора, но и его молекулярная основа гораздо древнее, чем предполагалось ранее.

«Проведя эксперименты по трансплантации и молекулярный анализ, мы обнаружили бластопоральный организатор у эмбрионов морского анемона Nematostella vectensis. Для индукции осей он использует тот же класс сигнальных молекул, что и организатор позвоночных», — объясняет Технау. — «Мы заключаем, что этот принцип регуляции эмбриональных осей существовал уже у общего предка позвоночных и морских анемонов более 600 миллионов лет назад».