Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 2: Пер. С англ. – м.: Мир, 1994. – 235 с.

Рис. 8.21. Схема, иллюстрирующая индукционные взаимодействия в раннем развитии Xenopus. В период оогенеза возникает анимально-вегетативная полярность. После оплодотворения происходит перераспределение цитоплазмы, которое подразделяет вегетативную область на дорсо-вегетативную (ДВг) и вентро-вегетативную (ВВг) области. В период дробления осуществляется индукция мезодермы: ДВг-область индуцирует в лежащих над ней дорсальных краевых клетках активность организатора (О), тогда как ΒΒг-область индуцирует осевую мезодерму (М). Полярность этой мезодермы (M1, М2, МЗ, М4) является отражением полярности подстилающих ее вентральных клеток. В период гаструляции вентральная и боковая мезодерма перемещаются по сторонам зародыша (на рисунке не показаны), а дорсальная мезодерма распространяется (O1, О2, ОЗ, О4) и индуцирует лежащие над ней эктодермальные клетки. Эта индукция побуждает эктодермальные клетки к превращению в нейральные клетки (H1, Н2, НЗ, Н4). Таким образом, полярность энтодермы передается нейральной ткани. Неиндуцированная эктодерма (А) становится эпидермисом (Э). (По Smith et al., 1985.)

Рис. 8.22. Опыты анимально-вегетативной рекомбинации. А. У зародышей на стадии 8 бластомеров удаляли краевые (экваториальные) клетки и приводили в контакт анимальные и вегетативные клетки. Б. Специфический для мышц актин был обнаружен в краевой (экваториальной) области и в рекомбинированных анимальных и вегетативных клетках, но не в анимальных и вегетативных клетках, культивируемых по отдельности. Помимо этого меченный радиоактивной меткой фрагмент специфичного для мышц актинового гена гибридизировали с мРНК этого гена (если она присутствовала). Затем добавляли нуклеазу, которая должна была разрушить любую одноцепочечную ДНК, но оставить ДНК-РНК-гибриды. Полученные ДНК-РНК-гибриды были подвергнуты электрофорезу в полиакриламидном геле и определены с помощью радиоавтографии. Радиоактивный фрагмент гена был защищен от переваривания только в тех случаях, когда присутствовала специфичная для мышц актиновая мРНК. (По Gurdon et al., 1985; фотография с любезного разрешения J. Gurdon.)

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 2: Пер. С англ. – м.: Мир, 1994. – 235 с.

60________________ ГЛАВА 8___________________________________________________________________

Поиски индукторов мезодермы

Предполагается, как это следует из рис. 8.21, что в индукции мезодермы участвуют три фактора (или три комплекса факторов). Два фактора (исходящие из дорсальных вегетативных клеток и из вентральных вегетативных клеток) индуцируют формирование кольца мезодермы, содержащего область организатора (т.е. клеток, лежащих над дорсальными вегетативными клетками). Организатор затем синтезирует другой фактор, регионально индуцирующий специфические мезодермальные структуры (такие, как хорда и сомиты, лежащие на дорсальной стороне, и клетки крови, локализующиеся на периферии). Эти факторы еще не идентифицированы, однако результаты недавних исследований показали, что они могут быть идентичными или очень сходными с факторами роста, которые известны как регуляторы пролиферации клеток у млекопитающих (и которые будут обсуждаться в гл. 20). Фактор, вырабатываемый вентральными вегетативными клетками, по-видимому, сходен с фактором роста фибробластов (ФРФ). Сравнительно недавно было показано (Slack et al., 1987), что клетки анимального полушария зародышей шпорцевой лягушки на стадии средней бластулы (1024-2048 клеток), подвергнутые воздействию ФРФ в слабых концентрациях, формируют мезодермальные ткани, такие, как клетки крови и мезенхиму. Кроме того, подобно ФРФ, естественный мезодермальный индуктор специфически связывается с полисахаридом гепарином. (Об этом свидетельствует тот факт, что гепарин подавляет индукцию мезодермы в клетках анимального полушария, когда эти клетки культивируют вместе с вегетативными клетками.) Затем было обнаружено (Kimelman, Kirschner, 1987), что инкубация клеток Xenopus, взятых из области анимального полюса, в присутствии ФРФ приводит к транскрипции специфических для мезодермы актиновых генов. Таким образом, представляется вероятным, что у зародышей лягушек какой-то белок, очень сходный с ФРФ, ответствен за индукцию вентральной мезодермы.

Фактор, ответственный за образование дорсальной мезодермы (хорды и осевой мускулатуры), по-видимому, представляет собой белок с молекулярной массой 16 000 дальтон, который секретируется клоном клеток линии ХТС из головастиков Xenopus (Smith. 1987). Когда клетки анимального полушария зародышей Xenopus на стадии средней бластулы помещали в среду, в которой росли клетки линии ХТС (и секретировали в нее белки), то клетки Xenopus давали начало хорде и мышцам (но из них не возникали клетки крови и лишь изредка развивались почки) (рис. 8.23). Один из факторов, секретируемых клетками ХТС, возможно, аналоги

Рис. 8.23. Влияние «мезодермализующего фактора» на клетки анимального полюса зародыша Xenopus. А. Срез через участок ткани из клеток анимального полюса, взятых на стадии бластулы и культивировавшихся в течение 3 сут Сформировался «атипичный эпидермис». Б. Срез через ткань из клеток анимального полюса, инкубировавшихся в присутствии дорсального мезодермализующего фактора. Можно идентифицировать хорду и мышцы. (Из Smith et al, 1985.)

чен трансформирующему фактору роста β2 (ΤΦΡß2). Во-первых, продукты, секретируемые клетками ХТС в опытах с количественным анализом роста, способны действовать подобно ΤΦΡ-β2. Во-вторых, один ΤΦΡ-β2 оказался мощным активатором специфичного для мезодермы α-актинового гена в клетках анимальной шапочки. В-третьих, антитела к ΤΦΡ-β2 блокировали 80% индукций мезодермальных структур в клетках анимальной шапочки, помешенных в кондиционированную ХТС среду (Rosa et al., 1988).

Этот ТФР-β2-подобный фактор, вероятно, является продуктом гена Vgl, мРНК которого локализована в вегетативной части яйца Xenopus (см. рис. 7.9). В развивающемся зародыше эта мРНК обнаруживается исключительно в энтодерме. Белок, который кодирует эта мРНК, напоминает белок ТФР и секретируется вегетативными клетками (Weeks, Melton, 1987). Возможно, что взаимодей-