Формирование конечностей у эмбрионов запускается последовательностью рефлекторных сокращений

Обычно для развития из эмбриона в цыплёнка требуется около 21 дня. Наблюдая за формированием задних конечностей у эмбрионов курицы, исследовательская группа из CNRS / Университета Парижа обнаружила, что механизм, лежащий в основе эмбрионального развития, состоит из последовательности рефлекторных сокращений. Учёным удалось искусственно воссоздать этот процесс и ускорить его в 20 раз. Результаты опубликованы в European Physical Journal 15 августа 2019 года.

В первые дни жизни эмбрион курицы похож на плоский диск, организованный внутри в концентрические кольца. В процессе развития эмбрион растягивается, скручивается и изгибается, что разделяет эти кольца на отдельные сложенные ткани, из которых в итоге формируются различные анатомические структуры.

Учёные выяснили, что во время формирования будущего хвоста одно из этих колец растягивается и механически деформирует заднюю область эмбриона. Эта деформация запускает серию рефлекторных сокращений окружающих колец по принципу домино. Сокращающиеся кольца складываются, образуя первичные контуры задних конечностей.

Чтобы доказать физическую природу этого явления, исследователи создали электрический стимулятор, с помощью которого подавали на заднюю часть эмбриона кратковременные низкоинтенсивные импульсы (1 вольт в течение 1–3 секунд). Эти импульсы имитировали эффект механической деформации, аналогичной происходящей при формировании хвоста, запускали каскадное развитие эмбриона и даже ускоряли его до 20 раз.

Учёные планируют продолжить исследование, чтобы изучить технические пределы этого открытия. Кроме того, новый метод может быть использован за пределами эмбриологии — для изучения влияния некоторых заболеваний на клетки.