Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 3: Пер. С англ. – м.: Мир, 1995. – 352с.

ГЕНЕТИКА ФОРМИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ 151

Рис. 18.29. Мутации комплекса bithorax. Непрерывная линия представляет участок комплекса длиной в 300 тыс. пар нуклеотидов. Ниже представлены три единицы транскрипции, которым соответствуют три гомеозисных белка. Каждый из этих генов транскрибируется справа налево. Экзоны изображены сплошными жирными линиями, интроны – штриховыми. (Структура гена abdB полностью не ясна.) В верхнем ряду представлены регуляторные последовательности, выявленные генетическим анализом. Наклонные линии соотносят гомеозисный ген с передней частью сегмента, нарушенного у мутанта. (По Peifer et al., 1987.)

переднего компартмента жужжальца развивается передний компартмент крыла. Сходным образом ген bxd репрессирует активность Ubx в шестом парасегменте (Peifer et al., 1987).

Как видно из рис. 18.29, число регуляторных локусов должно быть равно числу сегментов, контролируемых bithorax-комплексом. Это соответствует модели Льюиса. Анализ механизмов цис-регуляторного контроля парасегментарной и тканеспецифической экспрессии трех структурных генов bithorax-комплекса должен объяснить закономерности генетического контроля онто- и филогенетического становления пространственной организации дрозофилы.

Регуляция регуляторов

Генетический контроль при формировании пространственной организации у дрозофилы осуществляется посредством взаимодействия генов и их продуктов на трех уровнях. Первый уровень-это гены с материнским эффектом bicaudal, bicoid и caudal (см. гл. 7), устанавливающие переднезадний градиент (Menhardt, 1986). На втором уровне гены сегментации интерпретируют возникший градиент и формируют набор парасегментов благодаря экспрессии генов gap-группы, отдельные парасегменты – благодаря экспрессии генов группы pair-rule и их компартменты благодаря экспрессии генов группы segment-polarity. Третий уровень характеризует активность гомеозисных генов, определяющих морфологическую специфику отдельного парасегмента. Последовательная активация генов разных уровней устанавливает полярность ооцита и границы компартментов на стадии клеточной бластодермы, а экспрессия гомеозисных селекторных генов вскоре после гаструляции детерминирует судьбу отдельных групп клеток. Характер проявления мутации Polycomb, обусловливающей идентичность всех восьми абдоминальных сегментов, доказал независимый характер становления числа и положения (периодичности) сегментов от активности гомеозисных генов. Экспрессия генов сегментации, по-видимому, регулирует экспрессию гомеозисных генов двумя путями. Во-первых, гены, устанавливающие компартменты, детерминируют парасегментарные границы, в пределах которых транскрибируются гомеозисные гены (Akam, 1985). Таким образом, несмотря на экспрессию гена Ultrabithorax в парасегментах 5–13, он активен и у мутанта по гену gap-группы hunchback (White, Lehmann, 1986). Экспрессия гена Ubx в необычном для него месте приводит к трансформации головных и грудных сегментов в брюшные. Во-вторых, активация гомеозисных генов может зависеть от продуктов компартментализующих генов. Такая зависимость обнаружена с помощью гибридизации in situ радиоактивной ДНК с транскриптами гомеозисных генов. Рядом авторов (Duncan, 1986; Ingham, Martinez-Arias, 1986) было показано, что нормальная активность некоторых гомеозисных селекторных генов зависит от экспрессии гена fushi tarazu (рис. 18.30). В бластодерме