Многопрофильная группа изучает системы развития у рыбок данио, потому что позвоночные имеют общие гены с людьми и являются идеальными моделями для изучения раннего развития человека, говорит главный исследователь исследования Эртугрул Озбудак, доктор философии, член отдела биологии развития Детского центра Цинциннати. Больничный медицинский центр.В этом исследовании Озбудак и его коллеги изучали развитие позвоночных на стадии, называемой сомитогенезом, или когда двусторонне спаренные блоки клеток, называемые сомитами, образуются вдоль передней и задней оси эмбриона.
У позвоночных сомиты становятся более глубокими слоями кожи, хрящей, скелетных мышц и т. Д.Исследователи подсчитали отдельные транскрипты (или копии) генов в часах сегментации рыбок данио. Они показали, что гены часов имеют очень низкие амплитуды РНК (рибонуклеиновой кислоты). РНК несет генетические инструкции, управляющие белками и тканеобразующими клетками.
Авторы демонстрируют, что случайные переменные в генетических сигналах во время сомитогенеза не контролируются изнутри генов. Вместо этого они управляются внешними источниками шума, такими как эффекты метаболизма и т. Д.Эти внешние колебания в передаче сигналов генов подавляются путем Notch генов и белков. Notch, как известно, действует как переключатель управления между размножением клеток и трансформацией клеток в определенные типы тканей.
Исследователи демонстрируют, что он также выполняет эту роль во время сомитогенеза у рыбок данио.«Наши результаты показывают, что вариабельность экспрессии генов контролируется балансом между временными задержками и временем, когда клетки активно передают сигналы в ткани позвоночных», — говорит Озбудак. «Дальнейшие исследования должны пролить свет на точность часов естественного развития у животных и людей, и это может помочь вдохновить на разработку надежных синтетических осцилляторов, которые могут помочь предотвратить определенные врожденные дефекты или рак».Взгляд в будущее
Хотя потенциал этого исследования, оказывающего благоприятное клиническое воздействие, остается открытым, работа дает ученым новые возможности для изучения того, как формируется жизнь — и как это новое знание может положительно повлиять на здоровье, по словам исследователей.Возьмите возможность попытаться предотвратить рак.
По словам Озбудака, во время эмбрионального развития Нотч работает активатором генов в семье Hes. Известно, что гены Hes изменяют передачу сигналов на раннем этапе развития позвоночного столба, а также в других тканях.
Дисрегулируемые гены Hes также сильно экспрессируются при некоторых типах рака человека, включая рабдомиосаркому, рак, поражающий соединительные ткани организма. Способность колебаться и контролировать экспрессию генов на самых ранних стадиях развития поднимает вопрос о том, возможно ли остановить раннее генетическое программирование, поскольку эмбрион формируется, что может вызвать рак через годы после рождения человека.