Ученые выявили механизмы развития мушки дрозофилы

Ученые выявили механизмы развития мушки дрозофилы

Швейцарско-немецкая команда ученых выявила два механизма, регулирующие рост и развитие органов у мушки дрозофилы.

Результаты исследования, следующая стадия которого – показать, применимы ли открытия в сфере лечения раковых заболеваний, были опубликованы в научном журнале Science, пишет Наша газета.

В сотрудничестве со специалистами Института Макса Планка в Дрездене, ученые департамента биохимии и молекулярной биологии Женевского университета под руководством Маркоса Гонсалеса-Гэтана склонились над миниатюрной дрозофилой, чтобы детально изучить некоторые особенности ее организма, которые могли бы найти применение в медицине. Личинки мушки на стадии превращения в куколку и во взрослое животное переживают полную метаморфозу. Их ткани разрушаются и из группы клеток, называемых имагинальными дисками, образуются структуры взрослого организма, в том числе – крылья.

Центр имагинального диска крылышка дрозофилы сформирован из отдельных клеток, выделяющих так называемый морфогенный (формообразующий) протеин под названием Decapentaplegic (Dpp). Именно молекулы этого вещества служат для растущих клеток сигналами к размножению и определяют процесс их развития. На химическом уровне распределение протеина представляет собой градиент (вектор) концентрации вещества, нисходящий по мере того как клетки удаляются от центра имагинального диска.

Исследователи попытались понять, как конкретно рост тканей дрозофилы регулируется химическими процессами и каким образом клетки, расположенные на разных расстояниях от центра имагинального диска, могут расти и размножаться в ответ на сигнал Dpp, получая при этом разные концентрации морфогенного вещества.

В результате исследования женевские биологи сделали сразу два открытия. Первое выявило закономерности между концентрацией протеина, служащего химическим сигналом к развитию, и размерами растущего органа. «Мы выяснили, что градиент концентрации Dpp увеличивается во времени и пространстве, по мере того, как крыло мушки растет, а также адаптируется к размерам ткани. Учитывая, что структурирование ткани осуществляется в ответ на концентрацию морфогенного вещества, ее увеличение гарантирует, что пропорции крылышка будут сохранены на всех этапах развития», - комментирует Ортруд Вартлик, один из авторов исследования.

Таким образом, чем дальше развивается орган и чем больше становятся ткани, тем больше вещества требуют клетки для перехода к следующему этапу развития. Этот процесс представлял загадку для ученых, так как раньше биологи думали, что все клетки начинают размножаться, как только получают необходимую дозу химического «сигнала» Dpp. Вопрос был разрешен вторым открытием: «Наши наблюдения показали, что клетки крыла мушки дрозофилы размножаются, когда концентрация Dpp, которую они получают, вырастает на 50%, независимо от позиции клетки и момента развития», - объяснял профессор Гонсалес-Гэтан.

Тот факт, что сами клетки «умеют» определять концентрацию протеина (изменения градиента) и использовать данную информацию для регулирования своего роста, кардинальным образом меняет прежние представления о развитии с полным метаморфозом. На следующей стадии исследования женевские ученые попытаются определить, может ли подобный механизм контроля роста тканей участвовать в образовании опухолей.

Дело в том, что морфогенный белок Dpp, называемый в человеческом организме Transforming Growth Factor-beta, задействован в развитии большинства раковых заболеваний. Поэтому очень важно понять, как злокачественные клетки измеряют концентрацию вещества-сигнала, и с какой скоростью размножаются.

Ещё в разделе

В лесах Бразилии найдены грибы, превращающие муравьев в зомби

В лесах Бразилии найдены грибы, превращающие муравьев в зомби

Исследователи, прочесывающие дождевые леса Бразилии, обнаружили четыре новых вида грибов, которые превращают муравьев в зомби.[

В Интернет выложили около 200 тысяч фото редких животных

В Интернет выложили около 200 тысяч фото редких животных

В интернет выложили более 200 тысяч фотографий редких животных - больших кошек, медведей, кабанов, приматов и птиц

Американские ученые научили обезьян играть в компьютерные игры

Американские ученые научили обезьян играть в компьютерные игры

Выражение «Проще обезьяну научить» теперь можно смело применять в самом прямом смысле, когда речь идет о компьютерных играх.

Феромоны помогают пчелам процветать

Феромоны помогают пчелам процветать

Когда ученые добавили пчелам из тестовой колонии естественные феромоны, то обнаружили, что численность колонии выросла

Ученые разобрались с медвежьей спячкой

Ученые разобрались с медвежьей спячкой

Ученые в деталях исследовали метаболизм медведей во время спячки

Шимпанзе названы «альфа-самцами» среди человекоподобных приматов

Шимпанзе названы «альфа-самцами» среди человекоподобных приматов

Эти обезьяны выделяют значительно больше семенной жидкости, чем орангутанги и гориллы, поскольку должны выдерживать ожесточённую конкуренцию с другими самцами

Загадка окаменевших скорпионов разгадана

Загадка окаменевших скорпионов разгадана

Ученые выяснили, каким образом экзоскелет - относительно мягкая (по сравнению, например, с костями) оболочка тела членистоногих - может сохраняться в течение миллионов лет

Летучие мыши умеют дружить

Летучие мыши умеют дружить

Понятие дружбы знакомо по меньшей мере пяти разновидностям животных

Черные вдовы весьма расточительны

Черные вдовы весьма расточительны

У черных вдов - одних из самых ядовитых пауков на планете - обнаружено необычное для животных поведение.

У чернобыльских птиц маленький мозг

У чернобыльских птиц маленький мозг

Чернобыльские птицы отличаются от остальных объемом мозга

Под Землей обнаружено огромное количество новых живых существ

Под Землей обнаружено огромное количество новых живых существ

К открытию ежегодной конференции Американского геофизического союза ученые объявили о своем открытии. «Земли населяет огромное количество живых существ».

3,5 млрд лет оксигенного фотосинтеза

3,5 млрд лет оксигенного фотосинтеза

История фотосинтеза древнее, чем предполагалось ранее, считают авторы статьи Early Archean origin of Photosystem II (Раннее архейское происхождение фотосистемы II), опубликованной в журнале Geobiology.

Клетки крови человека превратили в стволовые клетки нервной системы

Клетки крови человека превратили в стволовые клетки нервной системы

Ученые из Немецкого центра исследования рака в Хайдельберге перепрограммировали клетки крови человека и фибробласты в стволовые клетки нервной системы гомогенного типа.

Дельфины устанавливают между собой график охоты

Дельфины устанавливают между собой график охоты

9-летнее исследование выявило необычное поведение дельфинов (рода Афалины), обитающих у побережья Словении. В пределах одной популяции этого вида животные разделились на две группы, которые избегают контакта, охотясь в разное время дня - социальная стратегия, не известная у морских млекопитающих.

Оказывается, поведение пауков изучено еще не полностью

Оказывается, поведение пауков изучено еще не полностью

Как известно, представители рода Черных вдов отличаются своим уникальным поведением, которое предвещает так называемый половой каннибализм: после копуляции самка поедает самца.

У венериной мухоловки могут быть «друзья»

У венериной мухоловки могут быть «друзья»

Американские ученые из штата Северная Каролина выяснили, какие насекомые опыляют венерину мухоловку. В ходе этого эксперимента биологи заметили одну интересную особенность – растение не поедает своих опылителей.

Жуки-бомбардиры могут спасаться даже после съедения

Жуки-бомбардиры могут спасаться даже после съедения

Японские ученые обнаружили уникальную способность жуков-бомбардиров спасаться из желудка проглотившей их жабы. Как известно, жуки-бомбардиры принадлежат к подсемейству Brachyninae семейства жужелиц. Свою известность насекомые заработали благодаря методу активной обороны.

Раскрыты новые способности хамелеонов

Раскрыты новые способности хамелеонов

Ученые из Германии смогли доказать, что у некоторых видов хамелеонов гребни и бугорки на теле способны светится синим цветом в ответ на ультрафиолетовое излучение. Данное явление называется флуоресценцией. Иногда такое свечение можно встретить у водных организмов, значительно реже оно замечается среди наземных животных.

Акулы тоже могут «сидеть» на диете

Акулы тоже могут «сидеть» на диете

Ученым из Калифорнийского университета в Ирвайне при помощи экспериментов удалось подтвердить, что малоголовая молот-рыба может прекрасно себя чувствовать употребляя до 90% исключительно растительной пищи.

Станет ли человек бессмертным?

Станет ли человек бессмертным?

Группа ученых из Великобритании и Голландии провела исследование, целью которого является детальное изучение среды кишечника. В результате проведенного эксперимента биологам удалось увеличить продолжительность жизни червей и мух. Осуществить вышесказанное ученые смогли путем уменьшения активности фермента, который вырабатывается у всех живых существ и, люди, в данном случае, не стали исключением.

Оценка:

Пока комментариев нет