Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Биология»Содержание №2/2010

Общая биология

Генетика возникновения новых форм

В середине, а скорее даже в первой половине прошлого века многие области науки и техники пережили небывалый расцвет, поднявшись на волне всеобщей веры, что развитие фундаментальной науки может быстро реализоваться, как это было, например, с атомной бомбой или с вакцинацией. Были открыты генетический код и структура ДНК, появились новые науки, взявшиеся изучать исконные вопросы медицины, физиологии и систематики с молекулярной точки зрения. Под этим углом была «пересмотрена» и биология развития (и, в частности, эволюция развития), пытавшаяся выяснить: каким образом гены управляют эмбриогенезом, какова динамика аллелей в популяции, и, наконец, как на уровне ДНК возникают новые признаки?

Ответы на эти вопросы важны не только с теоретической точки зрения. Устранение физического неравенства и боли, продление жизни и борьба с болезнями... Наша цивилизация вплотную подошла к решению этих задач генетическим способом: исправление плохих копий генов и встаивание чужеродного генетического материала, способствующего борьбе с болезнями. Один из примеров – трансгенные растения, несущие гены инсектицидов и устойчивости к заболеваниям. Другой и совсем недавний – создание гипоаллергенной кошки путем модификации генов, кодирующих аллергенную компоненту шерсти.

Конечно, применение новейших технологий не всегла приводит к успеху, и, исправляя одно, мы поневоле разрушаем другое. Так произошло, например, с неизлечимой болезнью SCID-X1, вызываемой мутацией гена, ответственного за созревание определенного типа лимфоцитов. Лекарственная терапия в данном случае неэффективна. Зато генно-терапевтический способ оказался вполне удачным. У пациента брали клетки-предшественники и с помощью ретровируса встраивали в их ДНК правильную копию гена. «Исправленные» клетки вводили больному, что приводило к восстановлению его иммунной системы. Однако один больной, у которого иммунная система восстановилась, умер от рака крови. Оказалось, что ретровирус встроился в антираковый ген и разрушил его.

Каким образом вносить сбалансированные изменения в генотип? Почему природа может, а мы – нет? Как создавать новые признаки по своему желанию? В конце концов, почему мухи разносят болезни, а сами не болеют?

Спонсор публикации статьи – крупнейший поставщик массажной продукции, официальный представитель Yamaguchi, US Medica, Fujiiryoki – компания «Ямагучи», предлагающая массажные столы, кресла, накидки и прочие массажеры. Матрас массажный Ocean, так же поставляемый компанией в Россию, является интересным приобретением для домашнего использования. С помощью 26 воздушных подушек матрас проводит массаж тела лежащего на нем человека, сначала расслабляя его, потом плавно разрабатывая и потягивая позвоночник, что имитирует сеанс мануальной терапии. Использование массажера позволяет избавиться от боли в спине и пояснице, увеличивает подвижность и свободу движений.

Генетика и семантика

Вопросы, конечно, интересные, но есть и более важные аспекты. Вот, например, семантическое значение гена: у каждого ли гена есть строго определенная роль? Влияет ли на ген его окружение? Где и как записано в ДНК, что у одного человека нос длиннее, а у другого короче; у двукрылых насекомых два крыла, а у бабочек – четыре? Есть ли унифицированные законы эволюции генов? Можем ли мы использовать их в создании новых генов по нашему желанию?

Как уже говорилось, эволюция развития изучает изменение генов по мере возникновения новых признаков. Изучение ведется в двух направлениях.

Первое направление ориентируется на признаки, детально изученные с молекулярной и физиологической точек зрения, проводя реконструкцию изменений гена во времени, вызвавших возникновение новых признаков, а также устанавливая факторы, закрепляющие эти модификации. Наиболее удобная модель для данной области – нейтральная селекция, когда признак не меняется вообще, а гены претерпевают взаимокомпенсирующие модификации.

Для второго направления отправной точкой служит хорошо изученное событие развития, по-разному выраженное у двух организмов. Детальное знание генетики процесса в одном организме облегчает идентификацию гена, отвечающего за изучаемый признак у другого. В этой статье мы рассмотрим в основном второе направление. 

Решение подобных задач предшествует внесению в человеческий или иной организм новых «улучшающих» признаков по нашему усмотрению. Для успешного их осуществления  должны быть выполнены следующие условия.

1. Необходимы два или более модельных организма для установления сравнительной системы.

2. Изучаемые признаки модельных организмов должны быть легко различимы.

3. Механизмы или физиология развития исследуемого признака в обоих организмах должны быть точно установлены.

4. Геномная ДНК обоих организмов должна быть отсеквенирована, т.е. известна ее полная последовательность.

5. Организмы не должны отстоять слишком далеко друг от друга на эволюционном древе. Наша задача – найти наименьший генетический комплемент, соответствующий возникновению нового признака или фенотипической разнице, поэтому нас интересуют организмы, максимально близкие по ДНК, но анатомически разные.

Найти подобные два организма непросто. Во-первых, исторически эмбриология стремилась выработать унифицированный язык, подходящий для описания развития в любом организме, и вследствие этого фенотипически разный эмбриогенез зачастую описывается одинаково для филогенетически близких животных. Во-вторых, возможность секвенировать целые геномы появилась лишь недавно и даже теперь количество «отсеквенированных» организмов ограниченно.

Тем не менее, на сегодняшний день существует согласованный круг молекулярно-эволюционных задач и определены типы сравнительных систем, подходящих для их решения. Так, например, для изучения нейтральной селекции и выделения консервативных, а следовательно, и функционально важных элементов ДНК используется выборка родственных видов из насекомых семейства Drosophilidae. Раннее развитие мух данного семейства практически не содержит различий, по крайней мере – в рамках некоторых процессов, генетика которых хорошо изучена. Подобный же анализ применяется к «секвенированным» позвоночным животным (человек, крыса, мышь, рыбка-зебра). Он позволяет идентифицировать законсервированные элементы ДНК, повторяющиеся у этих организмов. Существует мнение, что подобная консервация свидетельствует о функциональной значимости фрагментов ДНК.

Я в своей работе использую сравнительный анализ развития зародышей плодовой мухи Drosophila melanogaster и малярийного комара Anopheles gambiae. Меня интересует следующий вопрос: каким образом изменение морфологии в развитии животных отражено в ДНК? Можно ли превратить одно животное в другое путем нескольких генетических модификаций? Каковы законы эволюции генетических сетей, ответственных за формообразование?

Филогенетический метод и реконструкция истории развития вида

Эволюционный взгляд на биологическое формообразование предполагает, что каждый момент истории был представлен в природе определенным разнообразием видов, часть из которых вымирала, а часть служила предшественниками новых видов. Однако достоверно мы можем судить лишь о видовом многообразии, существующем на данный момент. Все остальное – область более или менее достоверных гипотез.

Как же реконструировать историю возникновения нового вида (признака или органа), не имея исторического материала? Для этого используется филогенетический метод: история возникновения вида реконструируется по присутствию в современной фауне признаков, присущих этому виду.

Представим себе лежащие на столе пустую тетрадь, исписанную тетрадь, толстую книгу, глянцевый журнал, ежедневник и электронную записную книжку. Все эти предметы, изготовленные в наше время, служат для передачи, как правило, словесной информации. Большинство из них сделаны из бумаги и вследствие этого имеют одинаковую структуру.

Исходя из преобладания бумажных носителей над электронными, можно предположить, что электронная записная книжка – сравнительно недавнее изобретение. Остальные вещи различаются количеством страниц, но тем не менее состоят из них. Из этого можно сделать вывод, что когда-то предшественником этих изделий была книга всего из одной страницы, а переплет – позднейшее изобретение. Рассуждая подобным образом, мы можем прийти к выводу, что eще более древним предшественником этих изделий была целлюлоза, т.е. древесина.

В этой статье мы рассмотрим эмбриогенез комара и мухи и, в частности, развитие так называемых экстраэмбриональных мембран. У комара их две (амнион и сероза), а у мухи одна (амниосероза). Практически у всех насекомых, кроме небольшого подотряда двукрылых, две мембраны, как у комара. Это позволяет нам предположить, что предшественник современных мух имел две экстраэмбриональные мембраны и комар является моделью этого предшественника.

Как работает ген?

Несмотря на то что основным результатом экспрессии гена служит продукция белка, лишь малая часть гена участвует в его кодировании. Этот участок находится внутри зоны, покрытой непрерывной последовательностью чередующихся экзонов и интронов. Интроны удаляются из конечной «кодирующей РНК», а экзоны сшиваются вместе.

Значительная часть гена не транскрибируется в РНК, а содержит компактные зоны, содержащие участки (сайты) связывания транскрипционных факторов (обычно это белки). Эти зоны называются энхансерами. Чем лучше сайты в энхансере, тем сильнее связывание транскрипционного фактора, тем более чувствителен ген к низким концентрациям активаторов (транскрипционных факторов, усиливающих продукцию РНК) или репрессоров (белков, блокирующих продукцию РНК).

На рисунке 1 показан ранний эмбрион мухи, покрашенный специальным образом для детекции РНК гена eve (рис. 1, а). Вторая полоса, собственно eve, выделяется дополнительно с помощью синего красителя. Ниже приведена диаграмма гена eve, в которой начало транскрибируемой области eve показано стрелкой, а конец – нуклеотидной последовательностью конца последнего экзона (рис. 1, б). Регуляторные участки (энхансеры) обозначены подписанными четырехугольниками. Цифры в них обозначают номера полос, регулируемых данным энхансером.

Под диаграммой гена размещена диаграмма регуляторного участка, управляющего экспрессией второй полосы (рис. 1, в), затем небольшой фрагмент этого участка с нуклеотидами, вовлеченными в связывание конкретных транскрипционных факторов (рис. 1, г).

Чем ближе родство двух организмов, тем меньше отличий в последовательности ДНК конкретного гена в обоих геномах. Копии одного гена в разных геномах называются ортологами (например, мышиная ДНК-полимераза является ортологом человеческой). Исследования показали, что некодирующие участки ортологичных генов содержат больше отличий, чем кодирующие. Необходимость «удерживать» последовательность белка от мутаций препятствует их накоплению в кодирующих областях. Таким образом, некодирующие участки гена (содержащие энхансеры и другие регуляторные элементы) значительно более пластичны с эволюционной точки зрения.

На данный момент преобладает мнение, что формообразование и модификация признаков в первую очередь происходят за счет разницы в некодирующей ДНК.

Эмбриогенез насекомых. Генетические сети

Удобную эмбриологическую модель представляют собой яйца насекомых. Во-первых, в силу сравнительной легкости поддержания колонии насекомых и сбора яиц, во-вторых, в связи с относительно быстрыми темпами развития: у плодовых мух – 24 ч от оплодотворения ооцита до вылупления личинки. Небольшие размеры облегчают изготовление срезов и зачастую позволяют умещать целый эмбрион в поле зрения микроскопа.

Создание описательной базы по раннему развитию насекомых шло по мере развития методов микроскопии. С первой половины XX в. применение физиологических методов (пережимание яиц, трансплантация цитоплазмы из разных частей ооцита, трансплантация фрагментов эмбриона) позволило установить наличие эмбриональных центров, производящих растворимые факторы, определяющие судьбу клеток в зоне их действия. Однако истинным прорывом стало применение технологии мутационного скрининга (отработанной на бактериях и дрожжах в 1960–1970 гг.) к изучению генетики развития плодовых мух Drosophila melanogaster.

К моменту проведения этих экспериментов было понятно, что гены являются фундаментальной единицей биохимических процессов, ответственной за отдельный признак в наиболее примитивных случаях. Однако считалось что глобальные признаки (определение эмбриональных осей развития: антеро-каудальной (между головой и хвостом) и дорсо-вентральной (т.е. спинно-брюшной); детерминация типа и числа сегментов; пространственная спецификация конечностей и т.д.) являются полигенными и едва ли будут расшифрованы в ближайшие десятилетия. К удивлению исследователей, в первых же скринингах были получены мутантные мухи, производящие эмбрионы, целиком вентрализованные, дорсализованные, потерявшие строго определенный сегмент или группу конечностей.

На рисунке 2, а показаны некоторые последовательные стадии эмбриогенеза плодовой мухи. На всех иллюстрациях в этой статье эмбрионы показаны так, что головной отдел находится слева, а хвостовой – справа. Фотографии сделаны с помощью сканирующей электронной микроскопии. На рисунке 2, б  – эмбрион мухи, мутантной по гену bcd. Заметно, что головной отдел (слева) копирует морфологию хвостового отдела. Таким образом, были идентифицированы несколько иерархических групп взаимосвязанных генов, ответственных за раннюю пространственную разбивку эмбриона.

По большей части эти гены кодируют транскрипционные факторы. Внутри группы гены нижнего уровня являются мишенью для активации или ингибирования генами, стоящими выше по иерархии. Такая структура групп напоминает компьютерную или нейронную сеть, и далее мы будем называть ее генной сетью.

Рассмотрим вкратце генную сеть, управляющую разбивкой тела в направлении голова–хвост (рис. 3). У дрозофилы исходными элементами этой сети являются гены bcd и nos. РНК этих генов размещается соответственно в головном и хвостовом отделах яйца. РНК другого важного гена cad равномерно распределена по яйцу. Белковый продукт, синтезирующийся с РНК гена bcd (транскрипционный фактор BCD), распределен по раннему эмбриону в виде градиента от головы к хвосту.

Транскрипционный фактор BCD способен ингибировать трансляцию белка CAD с РНК гена cad, создавая противоположный BCD градиент CAD, исходящий из хвостового отдела яйца.

В головном отделе эмбриона BCD активирует экспрессию гена hb, которая убывает по мере истощения количества BCD в градиенте, а также экспрессию гена gt, которая убывает быстрее, чем hb, потому что регуляторная ДНК gt менее чувствительна к низким концентрациям bcd, чем энхансер hb.

В заднем отделе эмбриона hb активируется градиентом CAD. Gt тоже экспрессируется в хвостовом отделе, причем его зона экспрессии находится впереди зоны hb.

Ген Kr активируется BCD и одновременно ингибируется HB. Регуляторные последовательности  этого гена более чувствительны к низким концентрациям BCD, нежели энхансер hb, поэтому область его экспрессии простирается далее области, занятой HB. Вследствие ингибирования в головном отделе создается характерная колоколообразная зона экспрессии гена Kr. Аналогичные механизмы с CAD активатором вместо BCD вовлечены в образование колоколообразного домена экспрессии гена kni.

Гены hb, Kr, kni в совокупности называются GAP-генами ( от англ. gap – пробел), поскольку в случае мутации личинка мухи теряет сегменты, расположенные в зоне нормальной экспрессии GAP-гена.

Сегментация эмбриона является кульминационной ступенью в раннем развитии насекомых. На генетическом уровне повторяющиеся сегменты возникают вследствие повторной экспрессии определенных генов вдоль оси эмбриона голова–хвост. Примером может служить начальная экспрессия мушиного гена eve в каждом четном сегменте зародыша.

Экспрессия генов сегментации, таких как eve, непосредственно регулируется GAP-генами. Более того, фактически каждой полоске экспрессии соответствует свой регуляторный элемент, независимо позиционирующий этот домен в эмбрионе.

Похожие и разные стадии в развитии плодовых мух и малярийного комара

На первый взгляд, личинки комара и мухи сильно различаются (рис. 4). Это неудивительно: на стадии личинки комар – водное насекомое, обладающее особыми органами дыхания и специальным челюстным аппаратом. Личинка плодовой мухи обитает в гниющих фруктах. Ее строение (короткие щетинки на кутикулярной оболочке) оптимально для облегчения ввинчивания в мякоть плодов. Однако с эмбриологической точки зрения зародыши обоих насекомых практически неразличимы – они содержат одинаковый набор органов и проходят через идентичные ступени развития.

На самых ранних стадиях эмбриогенеза оплодотворенное яйцо представляет собой одну гигантскую клетку, заполненную питательным желтком. Первые 14 ядерных делений происходят без дробления ооцита. Ядра выстраиваются по периферии клетки, образуя так называемый ядерный бластодерм. После 14-го деления клеточные мембраны стремительно прорастают между ядрами, разделяя их на клетки. Эта стадия называется клеточный бластодерм.

У насекомых отряда двукрылых (Diptera) на стадии клеточного бластодерма клеточная спецификация практически завершается: территориально представлены фактически все будущие органы личинки. То есть можно предсказать, предшественником или частью какого будущего органа является та или иная клетка.

Следующая стадия характеризуется морфологическим обособлением так называемой эмбриональной пластинки. Клеточная бластодерма сдвигается  в вентральном (брюшном) направлении, таким образом вентральные клетки (предшественники мезодермы, образующей внутренние органы) приобретают колоннообразную форму (вытянутую по вертикальной оси), а дорсальные клетки уплощаются.

Интересно, что дорсальные (спинные) клетки и их потомки не будут представлены в личинке. Дорсальные клетки образуют так называемые экстраэмбриональные мембраны, клетки которых отмирают на завершающих стадиях эмбриогенеза. Напротив, латерально-вентральные (боковые и брюшные) клетки являются предшественниками всех органов личинки.

Таким образом, континуум клеток-предшественников личинки не замкнут с дорсальной стороны, что и позволяет говорить о так называемой эмбриональной пластинке.

На следующей стадии начинается рост – вытяжение эмбриональной пластинки. До сих пор развитие эмбрионов комара и мухи происходило одинаково, но на этой стадии наиболее наглядно проявится разница.

В случае мушиного зародыша эмбриональная пластинка растет, огибая задний полюс яйца. По мере роста она сминает дорсальные клетки. В случае комара эмбриональная пластинка не сминает дорсальные клетки, но, напротив, проползает под ними. Таким образом создается зачаток трехслойной структуры.

Нижний слой – эмбриональная пластинка, промежуточный слой экстраэмбриональных клеток, который называется амнионом, и внешний (верхний) – сероза. Амнион начинает мигрировать по поверхности эмбриональной пластинки и растягивает вокруг нее серозу. В итоге эмбрион комара, как и практически всех остальных насекомых, кроме «высших двукрылых», оказывается внутри серозного мешка.

Такая структура очень важна для развития насекомых, особенно тех, чьи яйца должны переживать период засухи (яйца многих видов комаров устойчивы к высыханию). Дополнительная хитинсодержащая оболочка, секретируемая серозой, предохраняет эмбрион от высыхания. Мушиные эмбрионы не используют этот механизм.

Различия генетических сетей, управляющих антеро-каудальной разметкой

Таким образом, с анатомической точки зрения развитие мушиного и комариного эмбриона по антеро-каудальной оси происходит одинаково, однако в процессах, происходящих вдоль дорсовентральной оси, наблюдается существенная разница. Есть ли отличия в структуре генетических сетей, управляющих пространственной разбивкой эмбриона по этим осям?

Для ответа на этот вопрос мы решили исследовать экспрессию генов, ответственных за эмбриогенез в зародышах мухи и комара. Для локализации экспрессии использовали химически меченые антикомплементарные пробы к РНК интересующих нас генов.

Ген-регулятор сегментации eve выглядит одинаково в мушином и комарином зародыше, что соответствует филотипичности этой стадии у насекомых и членистоногих в целом. GAP-гены Kr и kni, регулирующие независимую экспрессию разных полосок eve, тоже занимают сравнительно похожие домены. Расположение головных доменов hb и gt также одинаково. Однако в то время как у мухи задняя полоска hb расположена позади каудального домена gt, у комара все наоборот: каудальный домен gt расположен позади каудального домена hb.

Эта казалось бы незначительная разница имела бы катастрофические последствия для развития комара, если бы регуляция экспрессии eve осуществлялась так же, как у мухи. Дело в том, что шестая и седьмая полоски eve у мухи расположены между зонами экспрессии репрессоров kni и hb. У комара задние полоски kni и hb (генов, ингибирующих экспрессию eve) оказываются столь близко друг к другу, что поместить даже одну полоску между ними невозможно. По всей видимости, экспрессия шестой и седьмой полосок eve у комара регулируется комбинацией kni и gt.

Как уже было замечено выше, у мухи третья и седьмая полоски регулируются одновременно одним энхансером. Аналогично четвертая и шестая полоски тоже регулируются совместно одним регуляторным элементом. Судя по одинаковому расположению доменов экспрессии GAP-генов в передней части зародыша, регуляция третьей и четвертой полосок eve у мухи и комара не различается. Однако механизмы установления шестой и седьмой полосок различны. Следовательно, у комара есть дополнительные независимые регуляторные элементы (энхансеры), регулирующие шестую и седьмую полоски. То есть у комара в два раза больше энхансеров eve, чем у мухи.

Плодовая муха – значительно более динамичный организм, чем комар. Мухи откладывают больше яиц и развиваются значительно быстрее. Очевидно, что редукция и оптимизация регуляторных элементов у мухи суть проявления более динамичного жизненного цикла.

В данном случае различия в архитектуре генетической сети регуляции гена eve не приводят к изменению картины распределения продукта гена в эмбрионе, т.е. осуществляется компенсаторная, нейтральная селекция гена, не приводящая к изменениям в морфологии филотипической стадии.

Возникает вопрос: можно ли предсказать альтернативные формы генетических сетей исходя из знания одного из вариантов? Как происходит компенсаторная эволюция в историческом плане?

Различия генетических сетей, управляющих дорсо-вентральной разметкой

Противоположный сценарий реализуется вдоль дорсо-вентральной оси. Основой данного элемента разбивки является внутриядерный градиент транскрипционного фактора DL, который в зависимости от контекста может быть как активатором, так и репрессором (рис. 5). DL aктивирует серию генов вдоль дорсо-вентральной оси. Чем более чувствителен энхансер гена к белку DL, тем выше расположена зона его экспрессии.

Другим кардинальным элементом данной генетической сети является ген dpp. Он кодирует внеклеточный белок, экспрессия которого ингибируется DL. DPP диффундирует в вентральном направлении и включает в клетках транскрипционный фактор MAD (pMAD – в активной форме), который активирует гены в дорсальной части зародыша.

Мушиный ген sog – один из наиболее чувствительных к DL генов (его энхансер содержит очень сильные сайты связывания DL). Зона экспрессии sog расположена в латеральной части эмбриона мухи. В вентральных клетках мушиного эмбриона экспрессия sog ингибируется DL-зависимым репрессором sna. В то время как DPP присутствует во всей дорсо-латеральной зоне эмбриона, DPP-зависимый транскрипционный фактор MAD включается лишь вдоль узкой полоски наиболее дорсальных клеток-предшественников экстраэмбриональных мембран. Ограничение действия DPP вдоль дорсо-вентральной оси происходит за счет того, что белок Sog связывается с ним и блокирует его действие. Таким образом, умозрительно можно предсказать, что чем выше зона экспрессии sog, тем уже полоска pMAD (зона действия dpp).

Так почему же у комара две экстраэмбриональные мембраны, а у мухи – одна редуцированая? Ответ на этот вопрос дает анализ экспрессии генов на стадии бластодермы.

И у комара, и у мухи часть дорсальных генов (zen и hnt) одинаково экспрессируются в дорсальном эпителии. А другие гены (tup и doc) образуют петлеобразный рисунок, отличный от мушиного. Более того, гены hb и emc, традиционно детектируемые в головном отделе эмбриона мухи, экспрессируются в дорсальном эпителии комара как раз там, где наблюдается репрессия tup и doc.

Наконец, самым значительным отличием является то, что у комара sog экспрессируется в вентральных клетках эмбриона, а не в латеральной зоне, как у мухи. И зона спецификации экстраэмбриональных мембран у комара значительно шире, чем у мухи, так что в этой зоне умещаются два типа клеток вместо одного.

Суммируя все известное о процессе редукции двух типов ткани у комара к одному типу у мухи (рис. 6), можно предположить, что этот процесс является двухкомпонентным. Во-первых, наблюдается эволюция энхансера sog у мухи: дрозофильные сайты связывания dl лучше комариных, и вследствие этого уровень экспрессии sog у мухи «выше» комариного. Во-вторых, при увеличении зоны экспрессии sog уменьшается зона активности dpp,  определяющего участок эмбриона, дифференцирующегося в экстраэмбриональную ткань. Зона активности dpp у мухи слишком мала для дифференциации двух типов тканей (как у комара). По-видимому, вследствие потери дорсальной экспрессии hb и emc происходит слияние двух типов клеток (как у комара) в один (у мухи). Таким образом, мы проследили эволюцию новой ткани от морфологии до генетики.

Куда же нам плыть?

Что возникает раньше – вопрос, на который хочется ответить, или же материал для исследований? Трудно представить себе первобытного человека, вышедшего из пещеры, взглянувшего на небо и немедленно задавшегося целью построить звездолет, да не простой, а чтобы непременно летал быстрее скорости света. Хотя бы по той причине, что во многих культурах звезды считались светильниками, закрепленными на голубой сфере, не говоря уже о представлениях о природе самого света. Таким образом, научный материал сам по мере изучения предоставляет ученому вопросы, и в этом плане роль науки весьма пассивна.

Тем не менее... Можно ли, сдвинув вентрально мушиный sog, воссоздать двухслойную структуру экстраэмбриональных мембран в мухе? Как работает энхансер sog у других насекомых? Можно ли, применив филогенетический метод, восстановить историю развития этого генетического элемента? Исходя из восстановленной истории можно ли составить некоторое представление об экологических силах, вызвавших эти генетические изменения?

Эти и многие другие вопросы... скорее всего, отпадут в ходе исследований за ненадобностью, поскольку они – всего лишь светильники на небосводе. Содержание этих вопросов вызвано не научным материалом, а лишь нашим представлением о нем. Так что будем двигаться дальше и посмотрим, какой сюрприз преподнесет нам природа, которую мы изучаем.

Список дополнительных и вспомогательных материалов

1. FlyMove – очень увлекательный сайт, где можно посмотреть ускоренное кино различных стадий развития мухи. http://flymove.unimuenster.de/Homepage.html

2. The Interactive Fly – более серьезный, образовательный сайт с описательным разделом по каждому изученному гену. http://www.sdbonline.org/fly/aimain/1aahome.htm

3. Еnsemble – интерактивная база данных, где хранятся отсеквенированные геномы. Можно без усилий добраться до нуклеотидной последовательности любого интересующего вас участка ДНК. http://www.ensembl.org/Drosophila-melanogaster/index.html

4. BDGP in situ – база данных, хранящая фотографии паттернов экспрессии генов мухи во время эмбриогенеза. Для примера впечатайте bcd и нажмите Enter. http://www.fruitfly.org/cgi-bin/ex/insitu.pl

5. FlyBase – научная база данных, содержащая информацию по существующим линиям мух. http://flybase.org/ PubMed – база данных по научной литературе. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi

По материалам статьи Ю.Гольцева «Гены и Чебурашки: генетика возникновения новых форм»

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru