Исследование показало, откуда у насекомых крылья

Ученые решили копнуть глубже, чем когда-либо прежде, эволюционную историю плодовой мушки дрозофилы.

Сделано это было для того, чтобы продемонстрировать генетическую активность, которая привела к развитию крыльев — ключевых элементов выживания.

Сами крылья являются частой исследовательской моделью придатков этой и других разновидностей. Однако до сих пор ученые не знали, как плодовая мушка, Drosophila melanogaster, выращивает крошечные почки, которые затем распускаются полноценными крыльями.

Для выявления связи между генами, один из которых активен в эмбрионе, а другой стимулирует рост крыльев, ученые проанализировали кластер из примерно 20 или около того клеток. Они определили, что известный эмбриональный ген под названием Dpp посылает первый сигнал для запуска активации гена под названием vn. Сам по себе сигнал весьма эффектен, поскольку преодолевает слои клеток.

Активация vn длится достаточно долго, чтобы включить целевой ген, который объединяется с дополнительными сигналами, чтобы активировать гены, ответственные за рост клеток и завершение развития крыльев.

«Наша работа показывает, как с появлением в уравнении гена в итоге получается крыло. Ключ в том, что один фактор роста, то есть Dpp, активирует второй фактор роста, то есть vn, но лишь на короткий промежуток времени. Совершенно точно необходим импульс такой активности, чтобы запустить еще один генный каскад, который в итоге даст крыло, однако если vn активен слишком долго, крыло не сформируется», отметила профессор Аманда Симкокс из университета штата Огайо.

„В ходе исследования 20 крошечных клеток мы получили данные о событиях, которые могут оказаться определяющими в получении насекомым крыльев, с которыми особи могут менять место дислокации, если среда перестает удовлетворять простейшим требованиям для жизни“, добавила она.

В течение примерно пяти дней 20 клеток дают начало полностью сформированному крылу, состоящему из 50000 клеток.

Симкокс с коллегами пока не уверены, что активация факторов роста объясняет получение крыльев абсолютно всеми насекомыми, поскольку развиваются многие виды совершенно разными путями.

Результаты опубликованы в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

12.03.2013