Как раковина улитки приобрела свою закрутку

Если посмотреть на раковину улитки, скорее всего, она будет закручена вправо. Однако иногда можно встретить "неудачливых" особей, чьи раковины закручены в противоположную сторону. Как помнят поклонники левши-улитки Джереми, таким улиткам сложно спариваться с более распространёнными правосторонними особями.

Эта хиральность (направление закрутки) раковин улиток — внешнее проявление лево-правой асимметрии. Это явление наблюдается в эволюции животных и распространяется на человека: сердце (вероятно) находится у вас с левой стороны, а печень — справа. Но как возникает эта асимметрия? Исследователи из Японии, опубликовавшие статью в журнале Development, полагают, что теперь у них есть окончательный ответ — по крайней мере, для одного вида пресноводной улитки (Lymnaea stagnalis).

Впервые успешно применив технологию редактирования генов CRISPR к моллюскам, Масанори Абе и Рейко Курода (работавшие в Токийском университете науки, но недавно переехавшие в Университет Тюбу, Япония) создали улиток с мутациями в гене Lsdia1. Ранее предполагалось, но не было окончательно доказано, что этот ген участвует в закрутке раковины. Улитки без функциональной копии Lsdia1 производят потомство с раковинами, закрученными влево, что доказывает: именно этот единственный ген отвечает за правостороннюю закрутку.

Удивительно, но исследователи смогли обнаружить признаки асимметрии на самой ранней возможной стадии развития — когда эмбрион улитки был всего лишь одной клеткой. Более того, мутантных улиток удалось вырастить до взрослого состояния, и они производили исключительно левостороннее потомство.

По словам Рейко Куроды: "Замечательно, что эти улитки с обратной закруткой здоровы и плодовиты, и что эта закрутка может наследоваться из поколения в поколение (у нас уже есть левосторонние улитки пятого поколения). Более того, эти результаты могут иметь значение для эволюции улиток и видообразования — учитывая, что лево- и правосторонние улитки, вероятно, не будут скрещиваться".

Пока неясно, как именно Lsdia1 контролирует лево-правую асимметрию. Этот ген кодирует формин — белок, участвующий в регуляции внутреннего скелета клетки. Однако необходима дальнейшая работа, чтобы понять, как это влияет на клеточное поведение, контролирующее "рукость". Этим Курода и её коллеги активно занимаются.

Учитывая, что гены, подобные Lsdia1, встречаются во всём животном царстве, сходные механизмы контроля лево-правой асимметрии могут действовать и у других видов, включая человека.

Как говорит Курода: "Хотя для разных животных были предложены различные механизмы, мы считаем вероятным существование единого механизма, включающего формины и клеточную хиральность". Таким образом, хотя переход от закрутки раковины улитки к асимметрии человека может показаться большим скачком, будущие исследования работы Lsdia1 у улиток в конечном итоге могут помочь нам понять, почему некоторые дети рождаются с сердцем с правой (что, конечно, неправильной) стороны груди.