Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • To bookmarks. Drag icon on bookmarks panel
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
30 сентября
Михаил Орлов
4
1 584

Описан ген, который закручивает кишечник против часовой стрелки

3.5

Хотя внешне человек вполне симметричен, его внутренние органы — вовсе нет. Многие из них закручены, причем в одном и том же направлении (слева направо) и потому плотно прилегают друг к другу. Авторы новой статьи выяснили механизмы работы гена Pitx2, который необходим для этой необычной деформации органов.

Кишечник эмбриона цыпленка
Кишечник эмбриона цыпленка / © Kurpios Lab

Несмотря на то что человек относится к билатерально-симметричным животным, его тело отнюдь не состоит из двух одинаковых половин — левой и правой. Это особенно касается его внутренних органов: скажем, смещенного влево сердца и печени в правом боку. К тому же многие внутренние органы закручены по спирали, причем обязательно против часовой стрелки.

Очевидно, это позволяет им плотнее прилегать друг к другу и оптимально разместиться в полости тела. Так устроен в том числе кишечник — чрезвычайно крупный и длинный орган.

В процессе изменения своей формы кишечник сдвигает соседнюю брыжейку, или мезентерий. Это длинная полоса ткани, которая тянется вдоль всего кишечника и соединяет орган воедино, а также обеспечивает его лимфо- и кровообращение.

Левый и правый края брыжейки всегда связаны, но асимметричны. Как раз поэтому и брыжейка, и прикрепленный к ней кишечник искривляются и закручиваются — всегда в левую спираль. Удивительно, что именно такой морфогенез характерен для позвоночных с разной сложностью организации, однако его механизмы не вполне понятны.

К этой проблеме обратились авторы новой статьи в Science. Они исследовали ее на примере развития кишечника мыши и цыпленка. Ученые установили решающую роль в этом процессе гена Pitx2, имеющего регуляторные функции: он кодирует фактор транскрипции — особый белок, изменяющий активность других генов.

Экспрессия Pitx2 начинается на самых ранних этапах развития эмбриона — при гаструляции. Ее запускают очень консервативный морфоген Nodal из суперсемейства белков TGFβ — фактор, который управляет изменениями строения организма. Сам Nodal продолжает работать недолго: его экспрессия прекращается еще до появления асимметрии. Интересно, что ген Pitx2 активен именно в левых частях большинства закрученных органов, в том числе брыжейки. Это и определяет изменения их формы.

Примечательно, что в этой «закрученной истории» эмбрионального развития кишечника участвуют и биохимические, и механические факторы (проще говоря, надавливание одних тканей на другие). Когда клетки на правой стороне брыжейки увеличиваются, это вызывает сдавливание ее левой части и в результате ведет к высвобождению TGF-β. Он усиливает экспрессию Pitx2 и как следствие делает левую часть органа более твердой — это и вызывает закручивание кишечника вместе с брыжейкой вокруг длинной оси.

Весь процесс поддерживает и усиливает сам себя по механизму положительной обратной связи.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
4 часа назад
Анна Новиковская

Найти лекарство от старости — заветная мечта человечества, но вполне может оказаться, что для мужчин и для женщин их придется разрабатывать по отдельности. Во всяком случае, один из самых многообещающих антивозрастных препаратов, рапамицин, по-разному воздействовал на самцов и самок дрозофил, продлив жизнь одним и не повлияв на других.

Позавчера, 13:02
Александра Медведева

Новое исследование указало на мобильные элементы, которые могут перемещаться и размножаться в пределах генома, как на наиболее вероятный источник подавляющего большинства интронов, некодирующих участков ДНК эукариот. Открытие позволяет объяснить огромные различия в количестве интронов в геномах разных видов.

Позавчера, 13:13
Алиса Гаджиева

Палеонтологи обнаружили останки никогда ранее не встречавшегося дасплетозавра, который, возможно, был прямым предком Tyrannosaurus rex. Эта находка может разрешить серьезные споры об эволюционной родословной самого знаменитого динозавра.

26 ноября
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

26 ноября
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

26 ноября
Денис Тулинов

Технологии искусственного интеллекта проникают во все сферы жизни. Наука не исключение — ученые начинают использовать машинное обучение все активнее, и за ним уже есть реальные научные достижения. Но это лишь прелюдия: ИИ явился не просто помочь с расчетами, его роль в будущем масштабнее — он усилит наше мышление, указывая на взаимосвязи, которые человеческому уму не видны. Наука изменится. Naked Science полагает, что у нее появился новый способ изучать мир.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

24 ноября
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария

-
0
+
а также снабжает его...лимфой: от органов лимфа оттекает, а не снабжает их
    01.10.2022
    -
    0
    +
    Даже если принять во внимание, что в тексте написано по другому, то фраза "снабжает его лимфой" не противоречит тому, что от органов лимфа "оттекает".
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      1. в тексте СТАЛО написано по-другому. 2. как и предыдущая, так и текущая фразы ошибочны 100%. Обеспечение оттока лимфы не означает ни снабжение ею, ни лимфообращение. Чтобы понять это, просто нужно нажать гиперссылку на слове "брыжейка" в тексте статьи. Откроется вики, где указаны функции брыжейки: - кровоснабжение и лимфоотток. Вот уж не знаю, почему г-н Орлов так упорно игнорит то, на что сам ссылается) На самом деле не нужно заканчивать медвуз, чтобы здесь разбираться. Надо просто не быть двоечником по биологии в 9 классе. Лимфа не та жидкость, которая "нужна" тканям, а та, которая "не нужна" - поэтому она не притекает, а оттекает от них. Если перестает оттекать или отток замедляется, то случаются всем известные отёки. Лимфообращение - это движение лимфы по капиллярам, сосудам, а так же механизмы, обеспечивающие её движение. Брыжейка никоим боком не задействована в движении лимфы. Да, в ней есть лимфатические сосуды и капилляры, как и во многих других органах. Через эти сосуды проходит (оттекает) лимфа от ворсинок кишечника, получившая там например жиры. В конце концов вся лимфа выливается опять в кровь и с ней смешивается.
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: