Вчені знайшли організатор у ембріонах гребінчастих медуз

Понад століття тому ембріолог Хільде Мангольд провела експеримент, який змінив біологію. У 1920-х роках вона пересадила грудку клітин з ембріонів одного виду тритонів в інший. Трансплантовані клітини спричинили формування вторинної осі тіла в ембріоні-господарі з нервовою системою та попередником хребта. Мангольд показала, що більша частина вторинної осі тіла розвинулася з тканин ембріона-реципієнта.

Відкриття ембріонального організатора, який координує формування осі тіла, створило цілу нову галузь біології розвитку, каже Станіслав Кремньов, біолог з Університету Фрідріха Шиллера в Єні, Німеччина, який тепер йде слідами Мангольд.

У дослідженні, опублікованому в журналі Nature 17 червня, Кремньов та його колеги повідомляють про виявлення ембріонального організатора у морських хижаків, відомих як гребінчасті медузи, та їхню успішну трансплантацію в морських анемон, які належать до зовсім іншого типу. Це призвело до формування додаткових ротів і глоток.

Багато вчених вважають, що гребінчасті медузи належать до найдавнішої гілки родинного дерева тварин. Кремньов та його колеги стверджують, що поява організатора допомогла перетворити одноклітинні організми на тварин.

Мангольд трагічно загинула в 1924 році під час вибуху газу вдома, але відкриття принесло її науковому керівнику Гансу Шпеману Нобелівську премію з фізіології та медицини 1935 року. Лабораторія Шпемана стала центром світу біології розвитку, приваблюючи провідних вчених для вивчення організатора та пошуку подібних можливостей в інших тканинах, що розвиваються.

Вони робили божевільні речі, каже Кремньов, пересаджуючи тканини з равликів і мишачих нирок в ембріони жаб, показуючи, що вони теж мали організаційну активність. Пізніше, у 1980-х і 1990-х роках, вчені розкрили молекулярну основу організаторів: сигнальні молекули, відомі як морфогени.

Кремньов каже, що клітини-організатори та морфогени, які вони виділяють, діють як будівельний майстер у ембріоні, що розвивається, повідомляючи клітинам, що вони повинні робити і що будувати.

Дослідження організатора зосереджувалися переважно на хребетних. Але в 2007 році команда під керівництвом Уліха Технау виявила такі клітини в ембріонах зіркових морських анемон, які належать до лінії тварин, що відокремилася після гребінчастих медуз. Ці відкриття викликали питання про еволюційне походження організатора.

До нашої роботи не було відомо, коли він виник, каже Кремньов. Науковий керівник Кремньова та співавтор дослідження Андреас Хейнол з Університету Фрідріха Шиллера в Єні утримує колекцію незвичайних безхребетних, включаючи морських анемон, пенісних червів і плоских червів, яку він називає мікрозоопарком. Коли Кремньов приєднався до лабораторії, він додав гребінчасту медузу.