Универсальный ритм развития организма | Наука 21 век

Наука 21 век » Универсальный ритм развития организма





Универсальный ритм развития организма

Январь 20th, 2014

Универсальный ритм развития организмаРазвитие нематоды C. elegans (известного модельного организма биологии) направляется четким ритмом выработки белков. Хельга Гроссханс (Helge Grosshans) и ее коллеги из Института биомедицинских исследований им. Фридриха Мишера (Базель)выяснили, что колебания c восьмичасовым интервалом характерны для самых разных тканей, клеток и генов. Распространенность данного феномена позволяет утверждать, что он является фундаментальным механизмом развития множества организмов.

Универсальный ритм развития организмаПодобно строительству дома, развитие живого организма – это комплексный процесс, требующий соединения множества разнородных структур. Материалы доставляются на стройплощадку в разное время, чтобы собрать стены, перекрытия и т.п. как можно быстрее и проще, по заранее определенному плану. Те же принципы работают и в биологическом мире, утверждает Гроссханс: нужные «стройматериалы» поступают в определенное время, и не возникает хаоса, пробуксовок и заторов.

Транскрипция тысяч генов в личинках нематоды (круглого червя) подчиняется четкому ритму. Хотя отдельные гены транскрибируются в разное время, период осцилляций в каждом случае составляет восемь часов. Важно, что с такой же периодичностью происходит линька личинок нематоды.

Но больше всего поразило исследователей то, что периодические колебания затрагивают гораздо больше генов, чем требуется для управления линьками. «Периодические колебания в транскрипции примерно пятой части генов заставляет предположить, что мы открыли механизм, который важен не только для линек, но и для множества других важных процессов развития организма», - объясняет Гроссханс. Соответственно, колебания синхронизованы по всему организму и происходят одновременно в различных тканях, органах и клетках.

В развитии организма млекопитающих ритмичная экспрессия генов также встречается, хотя и в куда меньшем масштабе (например, при формировании сомитов – примитивных спинных сегментов, дающих начало таким повторяющимся структурам, как позвонки). Однако Гроссханс замечает: «нет оснований полагать, что биологические колебания годны лишь для образования повторяющихся структур. Нам скорее представляется, что данный принцип широко применяется в природу для координирования экспрессии различных генов».

Исследование представлено в журнале Molecular Cell.

По материалам пресс-релиза института.

Артём Космарский nauka21vek.ru