На самом деле, пальцы у зародыша не растут, а «вырубаются» как у статуи — неожиданное открытие ученых
Ученые впервые смогли отследить в деталях на клеточном уровне, как у эмбриона человека появляются пальцы. И выяснилось, что они не растут, как веточки у дерева, а появляюсь, как у скульптуры — когда удаляется лишнее. Геномный исследовательский центр Институт Сенгера (Великобритания) опубликовал результаты исследования.
К началу работы над проектом ученые знали, что конечности человека начинают формироваться на сроке около четырех недель, а уже после восьми недель беременности — всего через месяц! — эмбрион имеет хорошо оформленные, анатомически сложные и вполне узнаваемые пальчики. Чтобы за такой срок сотворить их, клетки должны сработать очень быстро и точно, процесс этот невероятно сложен.
«[Появление пальцев] — это один из многих процессов, зафиксированных впервые, когда ученые работали над «Атласом клеток человека», в котором планируется "картографировать" все клетки человеческого тела», — поясняется в сообщении.
Разгадывая загадку формирования пальцев, ученые из Европы и Китая, с согласия матерей, изучили эмбрионы, погибшие на сроке развития от 5 до 9 недель. Современные технологии позволили рассмотреть разные стадии формирования конечностей, и смоделировать, как протекает этот процесс. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.
Сначала по бокам от тела возникают клеточные мешочки, напоминающие набухающие древесные почки. Внутри этой почки формируются кости, мышцы и другие ткани пальцев — и в определенный момент развития получается как бы ласта, или несколько сосисок в одной булочке. Затем происходит процесс, напоминающий создание скульптуры из мрамора: лишние клетки деактивируются, отмирают — и оголяются уже узнаваемые пальцы.
Ученые отследили определенные программы экспрессии генов, активация которых в определенное время и в определенных областях отвечает за формирование конечности. Кроме фундаментальных знаний были получены представления о том, какие сбои на генетическом уровне могут привести к аномалиям развития конечностей, такими как слишком короткие пальцы или вообще лишние. Это важно, так как неправильно развитые конечности встречаются примерно у каждого 500-го человека, родившегося в мире.
«Впервые нам удалось запечатлеть замечательный процесс развития конечностей с приближением до размера клетки. Наша работа углубляет понимание того, как возникают анатомически сложные структуры, помогает раскрыть генетические и клеточные процессы, лежащие в основе здорового развития человека. Например, мы обнаружили новую роль ключевых генов MSC иPITX1, которые может регулировать мышечные стволовые клетки. Это может предложить новые варианты для лечения мышечных расстройств или травм», — отмечает доктор Сара Тейхманн из Института Сенгера.
