Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
30 сентября
Михаил Орлов
4
1 587

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
5 часов назад
Александр Березин

Глава Daimler Мартин Даум и Билл Гейтс в разное время, но вполне единодушно отмечали, что законы физики делают грузовую фуру — ключевой элемент современных перевозок — несовместимой с чистой электротягой. Многотонная батарея отнимает слишком много пространства и веса у коммерческого груза, поэтому проекты Tesla Semi Дауму и Гейтсу представлялись «непрактичными». А теперь Илон Маск наконец начал поставки этого грузовика — и просачивающиеся данные о его реальной массе показывают, что Гейтс и Даум ошибались. Как Маску удалось то, что все в один голос считали настолько невозможным, что никто даже не попытался составить ему конкуренцию? И почему это изменит мир вокруг нас?

Позавчера, 11:38
Василий Парфенов

На «Заводе 42» компании Northrop Grumman в Палмдейле, штат Калифорния, прошла торжественная церемония выкатки новейшего стратегического бомбардировщика B-21 Raider. Малозаметный самолет должен в ближайшем будущем частично заменить устаревающий парк Rockwell B-1 Lancer и Northrop Grumman B-2 Spirit, и даже взять на себя ряд задач, которые выполняют совсем уж «старички» Boeing B-52 Stratofortress.

9 часов назад
Василий Парфенов

Аббревиатура ЖКХ хорошо знакома каждому россиянину. За ней скрывается целый спектр привычных образов. При этом цифровизация и применение искусственного интеллекта в этом контексте вспоминаются далеко не первыми. Сфера коммунальных услуг не чужда высоким технологиям, просто они не всегда заметны пользователю. Naked Science рассказывает, как искусственный интеллект, большие данные, нейросети и машинное обучение делают городскую инфраструктуру надежнее и эффективнее.

2 декабря
Алиса Гаджиева

Серию секретных рисунков и надписей, добавленных таинственной женщиной-переписчицей, обнаружили в рукописи возрастом более 1200 лет.

2 декабря
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, 11:38
Василий Парфенов

На «Заводе 42» компании Northrop Grumman в Палмдейле, штат Калифорния, прошла торжественная церемония выкатки новейшего стратегического бомбардировщика B-21 Raider. Малозаметный самолет должен в ближайшем будущем частично заменить устаревающий парк Rockwell B-1 Lancer и Northrop Grumman B-2 Spirit, и даже взять на себя ряд задач, которые выполняют совсем уж «старички» Boeing B-52 Stratofortress.

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: