Dezafectarea într-un stadiu incipient de dezvoltare Șoareci Gena Tgfbr1 i-a determinat întâmplător pe oamenii de știință să creeze un embrion Mamifere cu șase picioare. Acest rezultat neașteptat este un efect Cercetarea măduvei spinăriiA fost condus de biologi de la Institutul de Știință Gulbenkian. O rozătoare cu două membre suplimentare în loc de organe de reproducere Ea arată rolul cheie al căii genetice în determinarea dezvoltării structurii primare a mugurelui.

– Nu eu am ales acest proiect, m-a ales pe mine – a spus dr. Moises Mallo de la Institutul de Științe Gulbenkian într-un interviu pentru Nature News. Dr. Malo a fost coautor al articolului revoluționar „Tgfbr1 controlează plasticitatea dezvoltării între membrele posterioare și organele de reproducere externe prin remodelarea peisajului lor de reglementare”, publicat în revista științifică Nature Communications.

O echipă de cercetători de la un institut portughez a comparat embrionii de șoarece de 10 până la 17 zile cu copii funcționale ale genei Tgfbr1, care codifică proteina receptorului, cu embrionii de șoarece lipsiți de gena Tgfbr1.. Tgfbr1 contribuie la semnalizarea care direcționează formarea corpului de la trunchi la coadă.. S-ar putea spune că activează instrucțiunile pentru „crearea unui membru posterior” sau „crearea organelor de reproducere externe” pentru celulele în curs de dezvoltare.

Pe măsură ce fătul crește, acesta construiește structuri secvenţial de la cap la coadă. La începutul dezvoltării, mecanismele genetice trec de la concentrarea asupra capului la extinderea trunchiului și punând bazele sistemelor de organe majore. Abia după finalizarea acestei etape are loc următoarea etapă Este o etapă în care activarea genelor în mai multe straturi de țesut face ca organismul să se lungească, ducând la formarea cozii. Acest moment a fost crucial pentru rezultatele cercetării discutate aici.

Se consideră așa Membrele posterioare și organele genitale externe ale tetrapodelor moderne sunt derivate dintr-un set comun de țesuturi. Au evoluat pentru a produce o gamă largă de structuri adaptate să se deplaseze eficient în mediul ocupat de o anumită specie.

În timp ce picioarele din spate și picioarele din față au multe gene, în această etapă incipientă a procesului, picioarele din spate și organele de reproducere au mai multe în comun. Au existat câteva sugestii că acestea sunt derivate din aceeași structură primară ca mugur. În biologie, acest nume este folosit pentru a descrie o parte a unui organism aflat în stadiul incipient de dezvoltare. Este de obicei o colecție de țesut care se va dezvolta într-un organ.

Ne interesează dacă mecanismul legat de plasticitatea dezvoltării descoperit în munca noastră ar permite acest lucru Explicați lipsa membrelor posterioare la șerpiDeși este prezent la majoritatea șopârlelor, cercetătorii se întreabă.

Ambii muguri – cei care se pot dezvolta în organe de reproducere și cei care dau naștere la membre – cresc din centrul celui de-al treilea strat de țesut care formează embrionul timpuriu. Adică din așa-zisa mezodermul. Oamenii de știință bănuiesc că celulele care se transformă în membre împing prin țesutul din jur. Ei pot primi apoi mai multe mesaje „aprinde-ți picioarele”.

Și totuși oameni de știință Ei nu cunosc mecanismul exact Acest lucru duce la reprimarea sau blocarea genei Tgfbr1 rezultând în crearea unei perechi suplimentare de picioare. O mai bună înțelegere a acestor procese fundamentale va oferi oamenilor de știință instrumente suplimentare pentru a aborda defectele și bolile de dezvoltare.

Am arătat că, în ciuda distanței mari de evoluție, Mugurii reproductivi externi timpurii de șoarece și-au păstrat capacitatea de a se dezvolta în membrele posterioare. În absența Tgfbr1, mezodermul generează o pereche suplimentară de membre posterioare în detrimentul organelor de reproducere externe, au scris cercetătorii.

Datorită acestui fapt, a fost posibil să se demonstreze că membrele posterioare și mugurii de reproducere au mai mulți factori de reglementare cheie. Gena Tgfbr1 controlează răspunsul la acești factori. Lucrarea noastră dezvăluie o plasticitate extraordinară a țesuturilor, cu potențiale implicații pentru evoluția membrelor posterioare și a organelor de reproducere la tetrapode. De asemenea, identifică un mecanism suplimentar pentru activitatea Tgfbr1 care poate contribui și la controlul altor procese fiziologice sau patologice, au concluzionat cercetătorii.

sursă: Comunicarea naturii.