Мозг позвоночных формируется по заранее созданным чертежам

У примитивных позвоночных на протяжении эмбрионального развития гены трудятся так, как если бы их мозг был куда сложнее, чем он имеется в действительности.

В эволюции не редкость так, что молекулярно-генетический аппарат, нужный для создания какой-нибудь структуры (к примеру, части тела) появляется задолго перед тем, как эта самая структура появляется в явном виде. Именно таковой случай обрисовывают в собственной статье в Nature исследователи из Университета медицинских изучений Стауэрса (США), изучавшие генетическое устройство морских миног.

Миноги, не смотря на то, что и относятся к позвоночным, в эволюционном смысле находятся на самом «дне» группы, и вместе с миксинами их объединяют в надкласс бесчелюстных. Они вправду резко отличаются от привычных нам позвоночных: у них, к примеру, нет костной ткани, череп и позвоночник недоразвиты, нет челюстей (потому их и назвали бесчелюстными). Среди позвоночных они считаются одним из самых древних представителей, появившимися задолго до рыб.

Довольно часто их по большому счету исключают из позвоночных, но разглядывают как группу, из которой позвоночные появились.

Морская минога с открытым ртом. (Фото Visuals Unlimited / Corbis). Зародыш миноги со светящимися белками в формирующемся мозге. (Фото Stowers Institute for Medical Research).‹ ›

Рабб Крумлауф (Robb Krumlauf) и его сотрудники изучали работу гомеозисных генов миног при закладке в их организме заднего мозга. Гомеозисные гены (либо Hox-гены) определяют дифференцировки тканей и процессы роста, определяют членение тела зародыша на сегменты, и на протяжении личного развития они показывают, где необходимо организовать ту либо иную часть тела: ногу, крыло, глаз, где будет хвост, где – голова и т. д. Возможно заявить, что Hox-гены чертят замысел тела, и, к примеру, в формирующейся голове от них зависит сегментация мозга.

Задний мозг, за которым замечали авторы работы, представляет собой сложный (не смотря на то, что и старый) комплекс, куда входят мозжечок, ретикулярная формация (где находится центр засыпания) и другие структуры. У рыб он уже достаточно сложно дифференцирован, но у миног, каковые показались за 400 млн лет до рыб, он довольно несложен а также не сегментирован. Однако, гены миног трудятся так, как если бы задний мозг владел намного более сложным строением.

Сперва биологи внедрили в рыб и мышей Danio rerio флуоресцентный белок, снабжённый регуляторными последовательностями Hox-генов. В том месте, где были активны настоящие Hox-гены, в том месте же активировался и светящийся белок. Так, исследователи взяли портрет генетической своеобразной активности гомеозисных генов при формировании заднего мозга у рыб и мышей.

В то время, когда ту же самую операцию совершили с миногами, то взяли ту же самую картину: в голове у них Hox-гены трудились с теми же изюминками, что и у «настоящих» позвоночных. Не смотря на то, что ожидалось, что гены тут по большому счету вряд ли будут трудиться у миног, в противном случае что обозначать отделы мозга. Более того, посредством мутаций удалось узнать, что у них в активации гомеозисных генов задействованы те же молекулярно-сигнальные дороги, что и у мышей.

Возможно заявить, что молекулярно-генетический «чертёж» для будущих структур в заднем мозге позвоночных был создан заблаговременно, ещё у предковых миногоподобных форм (причём под чертежом тут необходимо осознавать не просто наличие нужных генов, но и схему их активации). Через миллионы лет таковой «чертёж» взял возможность воплотиться в действительности. Действительно, появляется вопрос, для чего такие гены активируются заблаговременно.

Это далеко не единственный пример молекулярно-генетической предусмотрительности эволюции. Пара лет назад в Nature выходила похожая работа, в которой исследователи из Университета Чикаго (США) обрисовали у полухордовых животных комплекс сигнальных белков, нужных для создания мозга в целом. Тут снова же речь заходит о готовой молекулярной совокупности управления, которая показалась у организмов, по большому счету считающихся переходным звеном между иглокожими и хордовыми.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: www. nkj.ru

Случайные записи:

• Квантовая механика – следствие теории струн?
• Старейшему в мире сыру оказалось около трех с половиной тысяч лет

Умный Медик [УМ] — Мозг.Строение и функции.

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Найден ключ к языку: как наш мозг формирует предложения

  Опыты с псами, шимпанзе и другими умными животными говорят о том, что люди – это не единственные существа, каковые смогут запоминать значение слов. Нас…

• Как чувствительность к стрессу зависит от работы мозга

  Чувствительность к стрессу определяется работой нервного контура, связывающего эмоциональный центр с корой мозга – высокая активность данной совокупности…

• Как создать человеческий мозг

  Генри Маркрэм собирается создать мозг с нуля. Невролог из Федерального университета разработок Швейцарии уверен, что единственный метод осознать, как…

• Из клеток кожи ученые создали клетки мозга

  В первый раз за продолжительный период времени, исследователям в лабораторных условиях удалось создать наиболее значимые клетки людской мозга методом…