Асимметрия тела: когда и как начинается "неправильность"?

Большинство животных, включая человека, обладают внешней билатеральной симметрией. Однако, если заглянуть внутрь, то картина меняется: сердце, печень, желудок – все эти органы расположены асимметрично. Долгое время ученых занимал вопрос: когда же начинается эта внутренняя лево-правая асимметрия?
Асимметрия тела: когда и как начинается "неправильность"?
Изображение носит иллюстративный характер

Считалось, что «неправильность» закладывается на самых ранних этапах развития эмбриона, в процессе гаструляции. Гаструляция – это период, когда крошечный эмбрион разделяется на две части, и именно тогда начинает проявляться внутренняя асимметрия, формирующая расположение органов. Но до недавнего времени механизмы и точное время возникновения этой асимметрии оставались загадкой.

Группа исследователей под руководством Вивека Пракаша (Vivek Prakash), доцента физики из Колледжа искусств и наук Университета Майами, специализирующегося на биофизике, решила пролить свет на этот вопрос. В команду вошли Шубхам Синха (Shubham Sinha), аспирант лаборатории Пракаша, Риеко Асаи (Rieko Asai) из Университета Кумамото в Японии и профессор Такаши Микава (Takashi Mikawa) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

Как отмечает Вивек Пракаш, «Если вы посмотрите на наши внутренности, мы не симметричны... Вопрос, на который мы хотели ответить, заключается в том, когда начинается эта асимметрия?». Он добавляет, что движение клеток – это важный физический процесс, и их исследование показало, что движения клеток демонстрируют лево-правую асимметрию в эмбрионах цыплят. Это стало большим прорывом, так как долгие годы считалось, что за возникновение асимметрии отвечают гены.

Для изучения этого процесса ученые использовали эмбрионы цыплят. С помощью флуоресцентных микроскопов и видеозаписей в режиме реального времени (примерно 10 часов движения клеток, сжатые до 10 секунд) они наблюдали и количественно оценивали движение клеток в десятках эмбрионов.

Ключевым открытием стало то, что физические движения клеток в эмбрионах демонстрируют лево-правую асимметрию. Это противоречило устоявшемуся мнению, что асимметрию инициируют прежде всего генетические факторы. Исследователи обнаружили, что клетки движутся по кругу от центра эмбриона, причем эти движения более выражены с правой стороны, чем с левой. Количественные измерения скорости движения клеток подтвердили эту асимметрию.

«Наша работа раскрывает важные сведения о решающем этапе раннего развития животных, которые могут дать важное понимание происхождения лево-правой асимметрии», – подчеркивает Шубхам Синха.

Результаты этого исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), имеют большое значение для понимания развития не только цыплят, но и других животных, включая человека. Они помогают прояснить, как возникает лево-правая асимметрия во время гаструляции у людей, мышей и, возможно, других животных. Более того, как утверждает Вивек Пракаш, это открытие важно для лучшего понимания гаструляции человека и мыши в будущем, а также возникновения врожденных дефектов у животных.


Новое на сайте

20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b] 20051[b]Зелёные камни в пещере Пиренеев: четыре тысячи лет медной металлургии[/b]
Ссылка