Новые данные о развитии конечностей у саламандр
Исследователи из Университета Кентукки опубликовали в журнале eLife статью, предлагающую новые взгляды на развитие конечностей и эволюцию конечностей позвоночных.
Докторант по биологии Шрути Пурушотхаман изучила развитие передних конечностей у аксолотля, вида саламандры из Мексики. Исследование показывает, что саламандры развивают конечности существенно иным образом по сравнению с лягушками, курами и мышами.
Большинство четвероногих животных (тетрапод) развивают передние конечности как эмбрионы в ответ на два основных центра клеточной сигнализации:
- Зона поляризующей активности (в мезенхиме зачатка конечности), производящая молекулу Sonic hedgehog (Shh).
- Апикальный эктодермальный гребень (на кончике конечности в эктодерме), производящий факторы роста фибробластов (Fgfs).
Перекрестное взаимодействие этих центров и молекул управляет ростом зачатка конечности.
Хотя более ранние исследования указывали на отсутствие апикального эктодермального гребня у эмбрионов саламандр, современные исследования часто рассматривали их конечности аналогично конечностям других тетрапод (цыплят, мышей).
Новые эксперименты показали, что у аксолотлей отсутствует не только морфологический апикальный эктодермальный гребень, но и Fgfs, характерные для этой ткани. Вместо этого Fgfs обнаруживались только в мезенхиме зачатка конечности.
Кроме того, Fgfs играли иную роль в развитии конечностей саламандры по сравнению с другими тетраподами. При этом паттерн и функция активности Shh в зачатке конечности аксолотля были схожи с ранее наблюдавшимися у цыплят и мышей.
"Мы обнаружили, что все специфичные для апикального эктодермального гребня Fgfs, что удивительно, находятся в мезенхиме конечности во время её развития, что совпадает с предыдущими исследованиями регенерации конечностей", — отметила Шрути Пурушотхаман. — "При функциональном ингибировании мы выяснили, что эти Fgfs не важны для роста зачатка конечности, хотя их роль в регенерации ещё требует функциональной проверки".
Выводы: Не все конечности развиваются одинаково. Эти открытия ставят новые вопросы перед эволюционными биологами об эволюции конечностей. Будущие исследования развития конечностей у других регенерирующих животных (амфибий, двоякодышащих рыб) помогут найти ответы.