Симметричные органы могут происходить из разных клеточных линий

Исследователи из Еврейского университета Иерусалима и Корнеллского университета показали, что внешне одинаковые органы у самок дрозофил работают по-разному и развиваются из разных клеточных линий.

Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Исследование началось с неожиданного открытия ученых Корнеллского университета: они подсчитывали сперматозоиды в парных органах самок плодовых мушек – сперматеках. Самка дрозофилы спаривается с несколькими самцами и сохраняет их сперму в сперматеках. Ожидая получить примерно одинаковые результаты для внешне идентичных органов, ученые обнаружили значительные различия в количестве сперматозоидов в разных сперматеках. Это открытие запустило масштабное исследование, к которому присоединились ученые Еврейского университета в Иерусалиме.

Дальнейшие исследования показали, что сперматеки различаются по скорости высвобождения сперматозоидов, размеру и секреторной активности. Такая асимметрия, вероятно, дает эволюционные преимущества. Самка получает возможность контролировать высвобождение спермы разных самцов и может определять, чье потомство она произведет.

Но главный результат исследования оказался еще интереснее: оказалось, что парные сперматеки не только функционируют по-разному, но и происходят из разных клеточных линий. Один орган развивается из клеток-предшественников, экспрессирующих ген wingless, другой – из клеток с активным геном engrailed. Эти гены влияют на широкий спектр биологических процессов у животных от насекомых до человека.

Асимметрия парных органов встречается повсеместно в живом мире. Человек – не исключение. Например, различается работа разных полушарий мозга, легких или почек. Новое исследование ставит глубокий вопрос, который может помочь разобраться в развитии организма высших животных: не исключено, что и в нашем организме парные органы тоже происходят из разных клеточных линий. Ответ на этот вопрос важен и для понимания развития организма, и для многих видов генной терапии.