Новый взгляд на зародышевые клетки
Новое исследование ставит под сомнение общепринятое представление о том, как большинство животных формирует зародышевые клетки — те, что производят яйцеклетки и сперматозоиды.
Профессор Кассандра Экстейвор и её коллеги в статье в журнале Development показывают, что более распространённым и, вероятно, древним механизмом является индукция (клеточная сигнализация), а не материнское наследование.
Два механизма
- Материнское наследование: молекулы в яйцеклетке матери распределяются между ранними клетками эмбриона, определяя будущие зародышевые клетки. Этот способ характерен для классических модельных организмов (плодовые мушки, лягушки, рыбы, черви).
- Индукция: определённые клетки становятся зародышевыми позже в развитии под влиянием сигналов от соседних клеток. Ранее был известен в основном у мышей.
Ключевые доказательства
Изучив сотни видов, Экстейвор обнаружила, что у большинства животных зародышевые клетки появляются относительно поздно, что указывает на индукцию. Эксперименты на сверчках подтвердили это:
- "Выключение" материнских генов, необходимых для материнского механизма, не помешало сверчкам производить зародышевые клетки.
- Сигнальный путь BMP (костный морфогенетический
белок), используемый мышами, оказался критически важен и для сверчков:
- Блокировка BMP приводила к отсутствию зародышевых клеток.
- Избыток BMP — к их избыточному образованию.
- Обнаружена активность нижестоящего гена Blimp1, который передаёт сигнал BMP, как и у мышей.
Значение исследования
Это говорит о том, что сигнальный путь BMP для образования зародышевых клеток, вероятно, использовался уже последним общим предком билатериальных животных. Открытие проливает свет на более широкий вопрос — эволюцию многоклеточности. Способность выделять специализированную зародышевую линию с помощью клеточной сигнализации могла быть ключевой для стабильного существования сложных многоклеточных организмов.