Все мы немного мутанты, и у каждого своя ДНК, единственная и — не считая близнецов и клонов — неповторимая. Однако широкая публика привыкла мутантов бояться, представляя себе каких-нибудь несчастных жителей Марса из кинохита «Вспомнить всё»: с лишней рукой, недостающими ребрами или круто деформированным телом. Такие мутации тоже известны, и сегодня можно искусственно вырастить мух с ногами на голове или мышей с двумя верхними челюстями. Главное — правильно выбрать цель — небольшую группу очень важных генов, определяющих строение тела животных.
С тех пор как в 1906 году один из отцов-основателей современной генетики Томас Морган начал культивировать плодовых мушек, они стали одними из самых изученных животных на планете. Небольшие размеры, неприхотливость, а главное — короткий жизненный цикл сделали дрозофил популярной моделью для генетических исследований. Уже к середине ХХ века перед глазами ученых прошли мириады мушек с самыми странными проявлениями мутаций, с фиолетовыми или белыми глазами, без щетинок на голом теле… Но то, что увидел в конце 1940-х сотрудник Калифорнийского технологического института Эдвард Льюис, надолго зацепило его взгляд. У мухи была дополнительная пара крыльев, как у какой-нибудь бабочки.
Формирование сегментированного тела дрозофилы начинается задолго до работы Hox-генов — еще с матричной РНК, которая внедряется в яйцеклетку даже до оплодотворения, на стадии созревания. Одни из них сосредоточены в передней части клетки, другие — в задней, так что в первые часы развития эмбриона, когда на этих мРНК активно синтезируются белки, в нем возникает градиент их концентрации: на переднем полюсе больше белка Bicoid, на заднем — Nanos. Разная концентрация белков запускает в работу разные гены семейств Gap и Pair-Rule, которые ответственны за сегментирование эмбриона. И лишь когда сегменты достаточно оформились, в дело вступают гомеозисные гены Hox, связанные со специализацией сегментов. За открытие этих механизмов в 1995 году Эрик Вишаус и Кристиана Нюсляйн-Фольхард разделили с Эдвардом Льюисом Нобелевскую премию по физиологии и медицине.
История мухи: развитие
Льюис не первым обратил внимание на такое уродство — и задуматься было над чем. Организм животного развивается из одной клетки, и каждое новое поколение клеток несет тот же первоначальный набор хромосом и генов (за вычетом половых клеток, которые появляются не сразу). В разных тканях и частях тела активируется слегка разный набор генов — и клетки развиваются по разному сценарию. Одни образуют ножки дрозофилы, другие — ее антенны, третьи — крылья, повинуясь генам, которые дирижируют их ростом. Сбой в работе генов чреват для мухи серьезными нарушениями, например появлением дополнительной пары крыльев или ног, выросших между глаз, на месте антенн.
Наш эксперт Павел Елизарьев, младший научный сотрудник Лаборатории регуляции генетических процессов Института биологии гена РАН: «Так сложилось, что комплексы гомеозисных генов стали одними из самых изученных у плодовой мушки и других организмов — наверное, муха с ногами на голове была уж очень примечательна. Но со временем история стала еще интересней. Когда около 30 лет назад стали точно картировать мутации, приводящие к трансформациям тела мухи, выяснилось, что ни одна из них не находится внутри самих Hox-генов. Большинство затрагивают широкие геномные области вокруг, которые ничего не кодируют: здесь расположены последовательности, регулирующие активность окружающих генов. Работают эти последовательности не сами по себе, а благодаря связыванию с белками-активаторами или белками-репрессорами. Открылся целый новый уровень в регуляции строения тела — и комплексы гомеозисных генов стали полигоном для изучения некодирующей ДНК, которая в нашем с вами геноме занимает около 98%».
Таких нарушений правильного развития тела у дрозофилы известно немало. Льюис отметил, что они связаны с неправильным формированием целого сегмента — так, словно третий сегмент груди вдруг начинал считать себя вторым и спешно отращивал лишние крылья. Нашелся и ген Ubx, мутации в котором запускали развитие в неверном направлении. А вскоре у Ubx нашлись и родственники — еще два гена, расположенных на той же третьей хромосоме, по соседству с ним. И раз уж они делают один сегмент подобным другому, их так и назвали, только по‑латыни, — гомеозисными (Hox).
К началу 1980-х работы Льюиса и других ученых помогли найти все Hox-гены, мутации в которых делают одни сегменты тела мушки похожими на другие. Их оказалось восемь, и они образуют две тесные группы. Ubx и два других составляют комплекс Bithorax, который активируется в девяти задних сегментах тела дрозофилы. Пять остальных работают в сегментах груди и головы, образуя комплекс Antennapedia — самым знаменательным в этой группе оказался ген Antp: нарушив его работу, можно вырастить ноги на месте головных антенн. Самым интересным оказалось то, что Hox-гены располагаются в геноме строго в том же порядке, что и их сегменты в теле — от головы до кончика брюшка.
Древний фрагмент-гомеобокс обнаруживается даже в генах растений, которые действуют совместно с генами, содержащими аналогичный MADS-бокс. Более того, MADS был найден практически у всех изученных эукариот, включая дрожжи и человека, хотя функции у всех выполняет разные. У растений под их контролем находятся все основные программы развития, так что они могут считаться аналогами Hox-генов животных.
История животных: эволюция
В 1983 году швейцарские биологи нашли у гомеозисных генов дрозофилы неожиданную общую черту: все они имели небольшую, длиной всего около 180 нуклеотидов, но характерную последовательность, «гомеобокс». Этот удивительный фрагмент кодирует белковый домен из примерно 60 аминокислот, который связывается с ДНК и обнаруживается практически у всех животных, от морских звезд и до звезд эстрады. Почти с той же строгостью сохраняется у животных и порядок расположения Hox-генов на хромосоме. Такая консервативность говорит о важной роли, которые выполняют Hox-гены, и об их головокружительной древности.
Небольшие изменения гомеобокса, которые отличают одну группу животных от другой, позволили проследить их возможную историю вплоть до общего предка, который, скорее всего, имел базовую группу из четырех Hox-генов. Кишечнополостные в такой сложности не нуждаются, и они утеряли половину из них. Зато уже у предка билатеральных животных, жившего около 600 млн лет назад, они удвоились, и каждый взял на себя свои, слегка отличные от других функции. Такие усложнения происходили несколько раз, так что если у дрозофилы и прочих насекомых таких генов восемь, то у хордового ланцетника — уже 14. Максимальной численности Hox-гены достигли у позвоночных тетрапод — амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Этот комплекс генов у нас существует в четырех похожих друг на друга копиях, так что даже с несколькими потерями их общее число превысило 30. В самом деле, хотя сегментированность нашего тела со стороны не так заметна, как у червей или насекомых, она существует, и Hox-гены определяют, будут ли позвонки соединяться с ребрами или вовсе срастутся в копчик. Мутация в Hox10 у мышей заставляет их отращивать ребра даже на животе.
История ящерицы: регенерация
Несколько лет назад петербургские биологи изучили работу Hox-генов кольчатого червя-нереиса в состоянии личинки и взрослого организма. Оказалось, что если у личинки работа их проходит по классической, знакомой еще по мушкам схеме, то у взрослого червя она резко меняет программу. Вместо того чтобы каждый Hox-ген активировался в своем сегменте, они включаются везде и отличаются лишь степенью активности. Предполагается, что это позволяет нереису, потерявшему хвостовые сегменты, благополучно отращивать себе новые.
Эмбриональное развитие человека — невероятно сложный процесс. Поэтому нарушения в работе Hox-генов, как правило, заканчиваются выкидышами еще на ранних стадиях беременности. Однако изредка дети все же появляются на свет — одним из результатов мутаций в Hox-кластерах может быть синдром Гольденхара (гемифациальная микросомия). Это тяжелейшее заболевание, которое связано с множественными пороками развития и, конечно, пока остается неизлечимым. Существуют указания и на возможную роль генов Hox в развитии некоторых видов онкологических болезней — таких как лейкемия или рак молочной железы. Обычно почти молчащие у взрослого человека, некоторые из Hox-генов могут снова проявлять активность в опухолевых клетках, «просыпаясь» под влиянием сигнальных молекул и гормонов роста.
Такая картина — вовсе не новость даже для куда более сложно устроенных позвоночных. Многие рептилии и амфибии, известные способностями регенерировать утраченные хвосты и даже конечности, используют для этого те же гомеозисные гены. Детали данного механизма еще плохо понятны, однако известно, что даже почти одинаковые, дуплицированные Hox-кластеры у саламандр несут разные интроны — некодирующие вставки внутри генов, которые обеспечивают более широкие возможности регуляции их активности. Возможно, такие «усовершенствования» играют важную роль в работе Hox-генов при регенерации конечностей. Вообще, несмотря на небольшие различия, Hox-гены исключительно консервативны и остаются очень похожими даже у таких неблизких групп животных, как насекомые и млекопитающие. Заменив один из них у дрозофилы на гомологичный, взятый у мыши, можно вырастить совершенно нормальную мушку. Тем более сходны они у людей и рептилий.
И если уж ящерицы благодаря им способны, не моргнув глазом, вырастить себе новый хвост вместо откушенного, то поможет ли точная регуляция Hox-генов людям? Исследования в этом направлении уже ведутся, и если когда-нибудь человеку восстановят потерянный палец или даже целую руку, стоит вспомнить, что начало всему положила история мух с ногами на голове.
Со дня своего открытия в 1984 году гомеобокс-содержащие гены привлекают внимание молекулярных биологов, биохимиков, генетиков, эмбриологов и эволюционных биологов. Этот повсеместный интерес отражает тот факт, что гены гомеобокса представляют собою первую очевидную связь между всеми вышеперечисленными областями.
Гомеобокс-содержащие гены определяются по наличию характерной последовательности ДНК длиной 183 пары нуклеотидов ( гомеобокса), кодирующей относительно консервативный участок белка длиной 61 а.о. ( гомеодомен). Важно понимать, что последовательности гомеодоменов далеки от постоянства; таким образом, процедура определения гомеодомена в пределах аминокислотной последовательности не всегда проста. Обычно гомеодомены идентифицируются по наличию трех потенциальных альфа-спиральных участков, нескольких инвариантных аминокислотных остатков, а также высокого уровня гомологии с ранее охарактеризованными гомеодоменами. Остальные вариабельные участки представляют собой две потенциальные альфа-спирали в C-концевой области домена, которые, как предполагают, ответственны за специфичность связывания с ДНК и последующую регуляцию генов-мишеней. У млекопитающих четыре кластера гомеобокс-содержащих генов.
Кластеры HOX - высококонсервативная группа генов, эволюционно родственных HOX-генам дрозофилы Antennapedia-like HOX genes и комплексам Bithorax . Подробный анализ паттернов экспрессии генов членов всех четырех кластеров HOX показал, что домены экспрессии генов пространственно ограничены в различных областях эмбриона. Важной чертой этих комплексов гомеобоксов является линейная корреляция между положением гена в кластере HOX и его относительным передне-задним или аксиальным доменом экспрессии во многих эмбриональных тканях. Это свойство называется коллинеарностью и является консервативным у членистоногих и позвоночных; это позволяет предположить, что регуляторный механизм управления пространственно ограниченных доменов экспрессии HOX является важным моментом в организации кластеров этих генов. Считается, что гены HOX принимают участие в детерминации пространственной организации эмбриона с помощью специфической комбинации генов (кода HOX), экспрессирующихся на всех уровнях. Эта теория подтверждается экспериментальными фенотипами, возникающими при направленном нарушении экспрессии этих генов в эмбрионах позвоночных.
Консерватизм в экспрессии и регуляции позволяет предположить, что сигналы, используемые для установления и поддержания экспрессии паттернов HOX, также могут быть консервативными. После получения ряда экспериментальных данных исследования были сосредоточены на возможных связях между ретиноевой кислотой (RA, РК) и генами HOX. В результате множества исследований in vitro было показано, что гены HOX регулируются путем индукции дифференцировки клеток ретиноевой кислотой. В эмбрионах РК может влиять как на паттернизацию почки конечности , так и на паттерны экспрессии HOX в конечностях. У целого ряда позвоночных действие РК приводит к аномальному росту, дифференцировке и паттернизации нервной системы, нервного гребня (Neural crest cells) и жаберных дуг, что в некоторых случаях может коррелировать с изменениями в экспрессии HOX.
Таким образом, реакция генов HOX на РК в клетках культур и эмбрионов, присутствие РК, связывающейся с белками и рецепторами эмбрионов, а также фенотипические связи между РК и экспрессией HOX позволяют предположить, что гены HOX могут являться мишенями регуляции, порождаемой сигнальными путями РК.
Мутации факторов транскрипции особенно предрасполагают к множественным порокам развития , так как экспрессия этих генов-регуляторов имеет место в различных тканях (
Гомеозисные гены - (регуляторные эмбриональные гены) определяют процессы роста и дифференцировки организма у растений и животных; мутации в них приводят к превращению одних органов в другие.(значение?)
Гомеозисные гены животных содержат участок (гомеобокс) почти одинаковый у всех видов (180 п.н. = 60 АК). Их называют Hox («хокс»)-гены (гомеобокс-содержащие гены).
Гомеозисные гены располагаются на одной или нескольких хромосомах, тесными группами (от 4-х (гребневики) до 48 (млекопитающие)), внутри которых сохраняется строгий порядок: «головные» гены впереди, «хвостовые» -сзади. Их функция состоит во «включении» или «выключении» других генов. (значение – и далее подчеркнуто) Линейный порядок генов внутри кластера соответствует времени или месту работы гена в ходе эмбрионального развития.
Хокс-гены найдены у всех исследованных организмов (в геномах гидр, пиявок, нематод, рыб, млекопитающих, амфибий, губок). Это древние гены, появившиеся >1000 млн лет назад. Усложнение строения организмов сопровождалось дупликацией и дивергенцией их функции.
Несмотря на разнообразие структуры цветка, его развитие контролируется консервативными гомеозисными генами.
Фолиарная (классическая) теория морфогенеза цветка И.В.Гете:
Презентации: Цветок – видоизмененный побег с укороченными междоузлиями. Органы цветка – преобразованные листья. Развил в трудах: (1790г.) «Опыт о метаморфозе растений»; (1810г.) «Учение о цветке».
Согласно классической, или фолиарной (от лат. folium – лист) концепции, высказанной еще И.В. Гёте (1790), поддержанной А.П. Декандоллем (1813) и другими исследователями, все элементы цветка представляют собой метаморфизированные листья. Поэтому цветок определяли как видоизмененный побег с ограниченным ростом, приспособленный для осуществления всех процессов, обеспечивающих семенное размножение растений.
Фенотип тройного мутанта – убедительное свидетельство в пользу фолиарной теории морфогенеза цветка Гете.
АВС-модель развития цветка:
АВС –модель – современная парадигма генетики развития. Согласно этой модели дифференциация органов цветка определяется работой 3 классов регулирующих генов: гены класса А отвечают за развитие чашелистиков, в сумме с генами класса В они определяют формирование лепестков, совместная работа генов класса В и С ведет к развитию тычинок, а гены С сами по себе контролируют появление пестика в центре цветка. Эти гены кодируют факторы транскрипции, которые вызывают специализацию тканей растения в процессе развития.
Впоследствии были добавлены еще два класса генов: гены класса D, которые отвечают за развитие завязи в цветке, мутации по этому гену приводят к развитию плодолистиков вместо завязи, а сверхэкспрессия этих генов - к формированию завязей вместо чашелистиков и лепестков; и гены класса E, которые контролируют идентичность трех внутренних кругов.
При нарушении работы этих генов одни части цветка превращаются в другие (тычинки в лепестки или лепестки в чашелистики). Модельным видом в этих исследованиях был арабидопсис, у которого был обнаружен ряд гомеозисных мутаций, при совместном действии некоторых из которых все части цветка превращались в листья.
Эволюция [Классические идеи в свете новых открытий] Марков Александр Владимирович
Hox -гены обрели свободу - и змеи потеряли ноги
Hox -гены обрели свободу - и змеи потеряли ноги
Напоследок рассмотрим исследование, проливающее свет на роль Hox -генов в эволюции позвоночных. Как известно, важнейшая функция Hox -генов состоит в том, что они подробно размечают эмбрион вдоль передне-задней оси. Дальнейшая судьба эмбриональных клеток, оказавшихся в той или иной части эмбриона, зависит от набора Hox -генов, экспрессирующихся в этой части. Для каждого Hox -гена характерна своя область экспрессии. Например, гены Hox12 и Hox13 , как правило, работают только в задней части эмбриона, которая в дальнейшем станет хвостом; гены Hox10 у некоторых позвоночных работают от заднего конца эмбриона до той черты, которая станет границей между грудным отделом (где на позвонках есть ребра) и поясничным, где ребра не развиваются. «Hox -код», определяющий план строения организма, сложен и не совсем одинаков у разных групп позвоночных. Вряд ли можно сомневаться в том, что многие крупные эволюционные преобразования, затрагивающие план строения, были связаны с изменениями в структуре и экспрессии Hox -генов. Однако хорошо изученных примеров, иллюстрирующих эту связь, пока немного.
Hox-гены дрозофилы и человека. Прямоугольниками обозначены гены в том порядке, в каком они расположены в хромосомах. У мухи один набор Hox-генов, у человека - четыре, частично дублирующие друг друга (они образовались из одного в результате двух полногеномных дупликаций). Кластеры A, B, C, D находятся на разных хромососмах (у мыши это хромосомы № 6, 11, 15 и 2, у человека - № у, 17, 2, 12). У змей, в отличие от мыши и человека, в кластере D отсутствует 12-й ген ( Hoxd12). На изображениях мухи и зародыша человека области экспрессии соответствующих генов окрашены теми же цветами, что и сами гены. По последним данным, соответствие между Hox-генами членистоногих и позвоночных несколько менее однозначно, чем показано на этой схеме.
У многих животных, в том числе у позвоночных, Hox -гены в геноме располагаются кластерами, т. е. группами вплотную друг другу. Самое удивительное, что порядок расположения генов в Hox -кластерах часто (хотя и не всегда) совпадает с распределением областей экспрессии вдоль передне-задней оси: впереди находятся «головные» гены, за ними следуют гены, отвечающие за формирование средних участков тела, а замыкают кластер «задние» гены, управляющие развитием задних частей туловища. По-видимому, это связано со способом регуляции экспрессии Hox -генов: участок ДНК, где находится Hox -кластер, постепенно «раскрывается», становясь доступным для транскрипции по мере движения от переднего конца тела к заднему. Поэтому у переднего конца тела экспрессируются только передние Hox -гены, а чем ближе к хвосту, тем более задние гены включаются в работу. Удобный способ регуляции генов, отвечающих за разметку эмбриона вдоль передне-задней оси!
У предков позвоночных, как у современного ланцетника, в геноме был один Hox -кластер, включающий 14 генов. На ранних этапах эволюции позвоночных произошло две полногеномные дупликации. В результате позвоночные приобрели четыре Hox -кластера вместо одного. Это открыло перед позвоночными большие эволюционные возможности (см. главу 5). Отдельные Hox -гены в некоторых кластерах были утрачены, но в целом их набор и порядок расположения остался сходным во всех четырех кластерах. Паралогичные гены (т. е. копии одного и того же Hox -гена в разных Hox -кластерах) приобрели немного различающиеся функции, что дало возможность тонко регулировать эмбриональное развитие и облегчило развитие новых планов строения.
Биологи из Швейцарии, Новой Зеландии и США изучили работу Hox -генов у чешуйчатых рептилий (отряд Squamata ) (Di-Poi et al., 2010 ). Этот отряд, объединяющий ящериц и змей, интересен разнообразием планов строения и вариабельностью признаков, связанных с передне-задней дифференцировкой туловища (относительная длина отделов тела, число позвонков в них и т. п.) Поэтому логично было предположить, что Hox -кластеры чешуйчатых должны обладать специфическими особенностями и что Hox -гены ящериц и змей должны различаться.
Ранее было показано, что области экспрессии передних Hox -генов у змей расширились в заднем направлении по сравнению с другими позвоночными. Это хорошо согласуется с общим удлинением тела. Кроме того, было установлено, что правило колинеарности (т. е. одинаковый порядок расположения генов в кластере и областей их экспрессии в эмбрионе) у змей строго соблюдается.
Исследователи сосредоточились на задних Hox -генах (от 10-го до 13-го). Главными объектами исследования были хлыстохвостая ящерица Aspidoscelis uniparens и маисовый полоз Elaphe guttata . Кроме того, были отсеквенированы Hox -кластеры нескольких других ящериц, гаттерии и черепахи. Для сравнения использовались Hox -кластеры курицы, человека, мыши и лягушки.
Набор задних Hox -генов у всех исследованных видов оказался одинаковым, если не считать того, что у змей и лягушек «потерялся» ген Hoхd12 (12-й Hox -ген из кластера D ). Важные изменения были обнаружены в регуляторных участках Hox -кластеров. Оказалось, что все чешуйчатые рептилии утратили регуляторный участок между генами Hoхd13 и Evх2 , а змеи вдобавок потеряли консервативный некодирующий элемент между Hoхd12 и Hoхd13 и некоторые регуляторные участки в других Hox -кластерах. Неожиданным результатом оказалось присутствие в Hox -кластерах чешуйчатых множества встроившихся мобильных генетических элементов. В результате общая длина задней части Hox -кластеров у чешуйчатых значительно выросла по сравнению с другими наземными позвоночными.
Все это, по-видимому, говорит о том, что у чешуйчатых ослабли эволюционные ограничения, препятствующие накоплению изменений в задней части Hox -кластеров. Очищающий отбор, отбраковывающий подобные изменения у других позвоночных, в эволюции ящериц и змей действовал менее эффективно. Этот вывод подтвердился и в ходе анализа кодирующих участков Hox -генов. В этих участках у ящериц, и особенно у змей, по сравнению с другими позвоночными накопилось много значимых замен. Одни из них, по-видимому, зафиксировались случайно, из-за ослабления очищающего отбора, тогда как другие закрепились под действием положительного отбора, т. е. были полезными.
Изучение характера экспрессии задних Hox -генов у эмбрионов ящерицы и полоза подтвердило предположение о том, что изменения плана строения в эволюции чешуйчатых были тесно связаны с изменениями в работе задних Hox -генов.
У ящерицы, как и у других наземных позвоночных, передний край области экспрессии генов Hoxa10 и Hoxc10 в точности соответствует границе между грудным и поясничным отделами. Одной из функций этих генов является подавление развития ребер. У змей нет поясничного отдела, а на бывших крестцовых позвонках (у змей они называются клоакальными) имеются особые раздвоенные ребра. По-видимому, эти особенности связаны с тем, что Hox -гены у предков змей утратили способность останавливать рост ребер.
Область экспрессии Hoxa10 и Hoxc10 у полоза заходит далеко в грудной отдел. Эти гены отвечают также за своевременное прекращение роста грудного отдела. По-видимому, эта их функция у змей тоже ослаблена, что могло быть одной из причин удлинения грудного отдела у змей по сравнению с их предками - ящерицами. Удлинение хвостового отдела у змей связано с тем, что из четырех генов, «тормозящих» рост хвоста у ящериц (Hoxa13 , Hoxc13 , Hoxd13 , Hoxd12 ) один ген у змей полностью утрачен (Hoxd12 ), а два других (Hoxa13 , Hoxd13 ) не участвуют в передне-задней «разметке» эмбриона и используются только в формировании половых органов.
Многочисленные случаи независимой утраты и частичной редукции конечностей у чешуйчатых тоже могут быть связаны с тем, что в этом отряде задние Hox -гены получили нетипичную для других животных эволюционную «свободу». На них стал слабее действовать очищающий отбор, что позволило быстро накапливать мутации.
Области экспрессии задних Hox-генов у ящерицы и змеи. У ящерицы перед хвостовыми позвонками расположены два крестцовых (показаны темно-серым цветом), затем следует один рудиментарный поясничный позвонок (белый), а дальше идут грудные позвонки (серые). У змеи нет поясничного отдела, а вместо крестцовых имеются четыре клоакальных позвонка с раздвоенными ребрами (темно-серые). Вертикальными прямоугольниками показаны области экспрессии задних Hox-генов. Из Di-Poi et al., 2010.
Известно, что задние Hox -гены играют ключевую роль не только в оформлении задних отделов туловища, но и в развитии конечностей. Поэтому некоторые мутации этих генов, ведущие, например, к удлинению тела или к редукции поясничного отдела, теоретически могут приводить и к таким побочным эффектам, как редукция конечностей. Удлинение тела в сочетании с редукцией конечностей встречается и в других группах позвоночных (например, у некоторых амфибий). Было ли это связано с такими же изменениями в работе Hox -генов, как у змей, или с другими, покажут дальнейшие исследования.
Эволюционная биология развития - быстро развивающаяся дисциплина, от которой следует ожидать важнейших научных прорывов. Расшифровка генно-регуляторных сетей, управляющих развитием, - одна из самых насущных задач биологии. Ее решение позволит понять не только соотношение между генотипом и фенотипом, но и важнейшие правила и закономерности эволюции сложных организмов. Когда эти правила, известные нам сегодня лишь в общих чертах, будут изучены досконально, вплоть до построения строгих математических моделей, перед человечеством откроются небывалые возможности. Проектирование «с чистого листа» биологических систем с нужными нам свойствами - лишь одна из них. Другая - совершенствование нашей собственной природы. Все это будет. Нужно лишь четко уяснить, для каких целей это нужно будущему человечеству, и надеяться, что культурное, социальное и морально-этическое развитие человечества к тому времени исключит возможность использования этих открытий во вред.
Из книги Удивительная биология автора Дроздова И ВМорские змеи Около 350 млн лет тому назад дышащий воздухом сородич целаканта – латимерий выкарабкался из воды на своих неуклюжих кистеперых плавниках и стал первым позвоночным, начавшим жить на суше. Растения и беспозвоночные уже успели распространиться там, проникнув с
Из книги Экспериментальные исследования способностей животных к количественным оценкам предметного мира автора Резникова Жанна ИльиничнаДве ноги … Правда, с протестом выступили птицы, поскольку им показалось, что и у них лишь две ноги. Дж. Оруэлл «Скотный двор» Значительная часть исследований, посвященных изучению способности животных к счету, была проведена на птицах. Первая детальная работа принадлежит
Из книги Наши знакомые незнакомцы автора Воловник Семен ВениаминовичЧетыре ноги Он, казалось, был чем-то удивлен. Глаза его возвращались к моим рукам. Он вытянул свою руку и стал медленно считать свои пальцы. Герберт Уэллс «Остров доктора Моро». Первые опыты, выявляющие способность к счету у четвероногих, были проведены на макаках резусах
Из книги Семена разрушения. Тайная подоплека генетических манипуляций автора Энгдаль Уильям ФредерикУмелые ноги Образ паука в нашем представлении тесно связан с паутиной (хотя тенета строит лишь треть всех пауков). Остановимся перед ловчей сетью паука-крестовика. Она растянулась над лесной тропинкой, слегка пружинит от дуновений ветра, сияет каплями росы… Красота, да и
Из книги Жизнеобеспечение экипажей летательных аппаратов после вынужденного приземления или приводнения (без иллюстраций) автора Волович Виталий ГеоргиевичЧАСТЬ IV. СЕМЕНА ГМО ВЫРЫВАЮТСЯ НА СВОБОДУ
Из книги Жизнеобеспечение экипажей летательных аппаратов после вынужденного приземления или приводнения [с иллюстрациями] автора Волович Виталий Георгиевич Из книги Антропологический детектив. Боги, люди, обезьяны... [с иллюстрациями] автора Белов Александр Иванович Из книги С утра до вечера автора Акимушкин Игорь ИвановичУ КОГО НОГИ КАК РУКИ? Но спросим себя сами: существуют ли какие-либо научные основания считать предком животных антропоморфное существо? Такие основания нам дает теория биологической энтропии. Вот некоторые выдержки из неё.У человека опорой тела является стопа -
Из книги Тропическая природа автора Уоллес Альфред РасселДай бог ноги! Органы чувств обеспечивают животным, так сказать, превентивную, то есть предупредительную, оборону. Это их разведчики. Но когда враг замечен (учуян или услышан), животные, подпустив его на известное расстояние, обычно удирают. Эту критическую дистанцию, ближе
Из книги Бегство от одиночества автора Панов Евгений НиколаевичЗмеи К счастью, змеи не так многочисленны и назойливы, как ящерицы, а то едва ли можно было бы жить в тропиках. Сначала путешественник удивляется, не видя этих животных, но скоро приходит к убеждению, что их вокруг него множество. Человек, питающий к змеям обычное отвращение
Из книги Человек дарует имя автора Краснопевцев Валентин ПавловичМедузы - получившие свободу зооиды До сих пор мы не ставили вопроса, способны ли те или иные из множества прошедших перед нами «коллективных» образований самопроизвольно делиться на составные части и добровольно отпускать от себя отдельных зооидов или какие-либо их
Из книги Эволюция человека. Книга 1. Обезьяны, кости и гены автора Марков Александр ВладимировичГолова, ноги, хвост… Не только внешность в целом, форма тела животного, но и приметные особенности строения отдельных частей его или органов нашли отражение в кличках. Да и как не обратить самое пристальное внимание при первом же, пусть даже мимолетном знакомстве на такие
Из книги Мир животных автора Ситников Виталий ПавловичГены, которые мы потеряли Эволюция гоминид сопровождалась не только приобретениями, но и потерями. Некоторые гены, которые у шимпанзе и других обезьян нормально работают, у человека выключились, превратились в молчащие псевдогены. В 1999 году Мэйнард Олсон из
