Новое исследование описывает формирование оси тела у бессмертного пресноводного полипа Hydra. Он контролируется так называемым сигнальным путем Бегемота, молекулярно-биологическим процессом, который, помимо других функций, гарантирует, что наши органы не будут расти бесконечно. Исследование проводилось Исследовательским институтом Луненфельда-Таненбаума в Торонто и Медицинской школой Вашингтонского университета. Кафедра зоологии Университета Инсбрука, Австрия, принимала активное участие в исследованиях и предоставила важные данные.
Строение тела большинства животных основано на оси, идущей от головы к хвосту. Большой вопрос биологии развития заключается в том, как были организованы клетки первых многоклеточных животных и как образовалась эта ось тела. Новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), показало, что эволюционное происхождение оси тела лежит в сигнальном пути Бегемота.
Сигнальный путь формирует органы
Сигнальные пути — это молекулярно-биологические процессы, которые служат для связи между клетками. Благодаря производству и обмену определенными молекулами клетки могут получать, обрабатывать и реагировать на информацию из окружающей среды или тела.
Сигнальный путь Hippo выполняет важную функцию у высших животных, таких как млекопитающие и птицы. Он контролирует деление клеток в формирующихся органах и обеспечивает их правильный размер и трехмерную форму. Если сигнальный путь гиппопотама неисправен, может произойти утолщение ткани, похожее на кожу гиппопотама — отсюда и название.
Электронная микроскопия показывает сложный механизм
Канадско-американское исследовательское сотрудничество при поддержке Департамента зоологии Университета Инсбрука впервые описало функцию этого сигнального пути у эволюционирующих древних организмов. Модельным организмом для исследователей послужил пресноводный полип гидра . Вероятно, что сигнальный путь бегемота возник у древних животных, таких как гидра.
Рабочая группа во главе с Бертом Хобмайером на кафедре зоологии много лет интенсивно изучала этот модельный организм. Используя электронную микроскопию , он предоставил важные данные о внутренней организации клеток, которые контролируются сигнальным путем Hippo.
«Бегемот — это сложный механизм, который еще не до конца понят в биологии развития», — говорит Хобмайер. «Теперь мы обнаружили похожие принципы действия у просто построенных гидр. Однако, похоже, они влияют на всех животных».
Бессмертный полип
Гидра — животное простого строения, которое считается практически бессмертным. Он постоянно обновляет свою ткань, может полностью заменять целые части тела, формировать из отдельных клеток целый организм. Гидра размножается бесполым путем, формируя почку из своего тела, которая затем вырастает в новый клон. С каждой новой почкой создается новая ось тела.
Исследование показывает, что сигнальный путь Бегемота влияет на скорость клеточного деления гидры. Таким образом, он также контролирует появление новых экземпляров. Помимо контроля роста тканей и бесполого размножения , сигнальный путь Hippo также производит сигнальные молекулы, необходимые для формирования оси тела нормальной формы.
Таким образом, исследователи не только сделали большой шаг к разработке важного сигнального пути . Новые знания, полученные на просто построенной гидре, также открывают возможности для дальнейших исследований этого модельного организма.
