Развивающий сигнальный центр
Сигнальный центр развития определяется как группа клеток , которые выделяют различные морфогены , которые могут определять судьбу или предназначенные типы клеток соседних клеток. Этот процесс, в свою очередь, определяет, какие ткани сформируют соседние клетки. На протяжении многих лет были обнаружены различные сигнальные центры развития. [1]
Организатор Спеманна-Мангольда
[ редактировать ]В 1924 году Ганс Спеманн и Хильда Мангольд область обнаружили в дорсальной губе бластопора эмбриона амфибии , которая побуждала некоторые соседние клетки превращаться в нервную ткань . Этот организатор Спемана-Мангольда был первым случаем, когда регион организатора развития был идентифицирован и изучен. [2] С тех пор немало аналогичных организаторов было обнаружено и у других организмов. Организатор Спемана-Мангольда важен для биологии развития , поскольку он стал первым доказательством того, что определенные популяции клеток влияют на дифференцировку других клеток посредством сигнальных молекул . [3]
Центр Ньюкопа
[ редактировать ]Центр Ньюкуп , названный в честь биолога развития Питера Ньюкупа, [4] представляет собой скопление дорсальных вегетативных клеток в бластуле , которые производят как индуцирующие мезодерму, так и дорсализующие сигналы. [5] Сигналы из центра Ньюкуп индуцируют организатора Шпемана-Мангольда, поэтому центр Ньюкуп известен как организатор организатора. Даже если центр BCNE ( хордин Blastula и центр экспрессии noggin ) удален из бластулы, центр Ньюкупа способен индуцировать образование организатора Спемана-Мангольда. [6] Трансплантация Центра Ньюкуп вызывает формирование эмбриональной оси с энтодермальной судьбой, которая содержит дорсальную мезодерму . [7]
Из-за трудностей с определением определенных областей Ньюкупа мало что известно о молекулярном составе сигнала Ньюкупа. Однако клетки из Центра Ньюкуп экспрессируют мощные индукторы мезодермы, а также секретируемый белок Cerberus (CER1), который способствует формированию головы , сердца и асимметрии внутренних органов . [8] Кроме того, гомеобоксный ген nieuwkoid был назван в честь Центра Ньюкуп за его роль в развитии. Nieuwkoid экспрессируется сразу же после перехода средней бластулы в эмбрион прегаструлы на дорсальной стороне, и неправильной экспрессии nieuwkoid оказывается достаточно для индукции вторичных осей. [9]
Центр BCNE
[ редактировать ]Центром BCNE является центр экспрессии Blastula Chordin and Noggin . Центр BCNE расположен в дорсальной области анимального полюса . Он появляется после стадии средней бластулы и запускается экспрессией бета-катенина, как центр Ньюкупа . [8] Обнаружено, что этот центр отличается от центра Ньюкупа, который секретирует другую группу факторов из-за экспрессии VegT и B1-Sox, которые предотвращают распространение центра BCNE в вегетативный полюс бластулы. [10] Установлено, что центр BCNE секретирует несколько факторов: хордин, [8] голова, [8] Хнр3, [8] сиамский, [8] гуськоид , [11] близнец, [10] Адмп, [10] и FoxA4a. [10] Этот центр предрасполагает клетки на стадии бластулы к превращению в нервную ткань . [8] Клетки области BCNE дают начало переднему мозгу , большей части среднего и заднего мозга , хорде и пластинке дна . [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мартинес Ариас, А., и Стивентон, Б. (2018). О природе и функциях организаторов. Развитие, 145(5), dev159525. https://doi.org/10.1242/dev.159525
- ^ Спеманн, Ганс (2001). «Индукция эмбриональных зачатков путем имплантации организаторов другого вида». Международный журнал биологии развития. 45 (1): 13–38. ПМИД 11291841
- ^ Де Робертис EM (2006). Организатор Спемана и саморегуляция у эмбрионов амфибий. Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология, 7 (4), 296–302. https://doi.org/10.1038/nrm1855
- ^ Дж. Герхарт (1999). Вклад Питера Ньюкупа в понимание индукции мезо-энтодермы и нейронной индукции в развитии хордовых. Межд. Дж. Дев. Биол. 43:605-613
- ^ А. Воника и Б.М. Гумбинер (2007). Центр Xenopus Nieuwkoop и организатор Спеманна-Мангольда имеют общие молекулярные компоненты и потребность в материнской активности Wnt. Дев Биол. 312(1): 90-102.
- ^ Э.М. Де Робертис и Х. Курода (2004). Формирование дорсально-вентрального паттерна и нейронная индукция у эмбрионов Xenopus. Annu Rev Cell Dev Biol. 20: 285-308.
- ^ Р. Л. Гимлих и Дж. Герхарт (1984). Ранние клеточные взаимодействия способствуют формированию эмбриональной оси у Xenopus laevis. Дев Биол. 104(1):117-30.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Курода, Хироки; Уэсли, Оливер; Де Робертис, EM (11 мая 2004 г.). «Нейральная индукция у Xenopus: потребность в эктодермальных и эндомезодермальных сигналах через хордин, ноггин, β-катенин и цербер» . ПЛОС Биология . 2 (5): Е92. дои : 10.1371/journal.pbio.0020092 . ПМК 406387 . ПМИД 15138495 .
- ^ Д.С. Коос и Р.К. Хо (1998). Ген nieuwkoid характеризует и опосредует активность, подобную центру Ньюкупа, у рыбок данио. ТОМ 8, ВЫПУСК 22, С1199-1206.
- ^ Перейти обратно: а б с д Исибаши, Хидеюки; Мацумура, Норико; Ханафуса, Хироши; Мацумото, Кунихиро; Де Робертис, EM; Курода, Хироки (12 октября 2007 г.). «Экспрессия Siamois и Twin в сигнальном центре бластулы Chordin/Noggin необходима для формирования мозга у эмбрионов Xenopus laevis» . Механизмы развития . 125 (1–2): 58–66. дои : 10.1016/j.mod.2007.10.005 . ПМК 2292103 . ПМИД 18036787 .
- ^ Судуо, Норихиро; Ямамото, Синдзи; Огино, Хадзиме; Тайра, Масанори (1 мая 2012 г.). «Динамическое in vivo связывание транскрипционных факторов с цис-регуляторными модулями cer и gsc при поэтапном формировании организатора Спемана-Мангольда» . Разработка . 139 (2): 1651–1661. дои : 10.1242/dev.068395 . ПМК 4074222 . ПМИД 22492356 .