AZ 
Təkhüceyrəli məlumatlar onurğalı embrionlarda hüceyrəvi “inkişaf qum saatı”nı ortaya qoyur
Maykl Hesse, Maks Plank Cəmiyyəti tərəfindən
Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib
Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin
Onurğalıların embriogenezi inkişaf qum saatı kimi tanınan bir qanunauyğunluq izləyir. Embriogenezin orta mərhələsində müxtəlif növlərdən olan embrionlar yüksək səviyyədə molekulyar və morfoloji oxşarlıq nümayiş etdirir. Mənbə: Markéta Kaucká
Alimlər uzun müddətdir ki, bir filum daxilindəki müxtəlif növlərin embrionlarının erkən və gec inkişaf mərhələlərində olduqca fərqli göründüyünü, lakin inkişaf qum saatı kimi tanınan fenomenin orta embriogenez zamanı bir-birlərinə daha çox bənzədiyini müşahidə ediblər.
2010-cu ildə iki əsas tədqiqat bu model üçün molekulyar dəlil təqdim etdi. Plöndəki Maks Plank Təkamül Biologiyası İnstitutunun professoru Dr. Diethard Tautz qrupu zebra balığının embrionlarının əsasən embriogenezin ortalarında təkamül baxımından qədim genləri ifadə etdiyini göstərdi, Drezdendəki Maks Plank Molekulyar Hüceyrə Biologiyası və Genetika İnstitutunun doktoru Pavel Tomançak qrupu isə bu dövrdə Drosophila növləri arasında gen ifadə proqramlarının ən oxşar olduğunu göstərdi.
Buna görə də qum saatının beli təkamül dəyişikliyinə xüsusilə davamlı olan və inkişaf ayrılığının başlanğıcını göstərən inkişaf mərhələsi hesab olunur. Lakin, indiyə qədər aparılan tədqiqatların əksəriyyəti bütöv embrionları və ya böyük toxumaları araşdırıb.
Tədqiqata rəhbərlik edən Dr. Markéta Kaucká deyir: “Lakin embrional inkişaf sadəcə embrion səviyyəsində bir proses deyil. Embriogenez əsasən bölünən, miqrasiya edən və mürəkkəb orqanizmlər yaratmaq üçün ixtisaslaşan fərdi hüceyrələrin davranışından asılıdır”.
“Bu, vacib bir sualı ortaya çıxardı: qum saatı bütün embrion boyunca təsir edən məhdudiyyətləri əks etdirir, yoxsa model fərdi hüceyrə nəsillərinin xüsusiyyətlərindən irəli gəlir?”
Nature Communications jurnalında dərc olunmuş yeni bir araşdırmada , Maks Plank Təkamül Biologiyası İnstitutu və Kiel Universitetinin tədqiqatçıları, qum saatı naxışının bütün orqanizmdən, xüsusən də embrionun özünü quran hüceyrə nəsilləri daxilində daha incə bir qətnamə ilə müşahidə edilə biləcəyini araşdırdılar.
Hüceyrə səviyyəsində inkişafın xəritələşdirilməsi
İnkişaf saatının fərdi hüceyrələr səviyyəsində fəaliyyət göstərib-göstərmədiyini müəyyən etmək üçün tədqiqatçılar embriogenezin bir neçə mərhələsini əhatə edən inkişaf edən siçan və zebra balığından əldə edilən ictimaiyyətə açıq təkhüceyrəli transkriptomik məlumat dəstlərini təhlil etdilər.
“Hüceyrələrin inkişaf prosesində necə irəlilədiyini anlamaq üçün əvvəlcə hüceyrə trayektoriyası xəritələrini yenidən qurduq . Bu xəritələr fərdi hüceyrələrin ailə ağaclarına bənzəyir və zamanla hüceyrə vəziyyətləri arasındakı əlaqələri və keçidləri əks etdirir”, – deyə ilk müəllif və bu yaxınlarda doktorluq dərəcəsi almış doktor Amor Damatac II izah edir. “Bu, inkişaf irəlilədikcə fərdi hüceyrə trayektoriyaları boyunca molekulyar dəyişiklikləri izləməyə imkan verdi.”
Bu trayektoriyalar boyunca gen ifadəsinin izlənməsi, komandaya əvvəllər yalnız bütün embrionlar səviyyəsində müşahidə edilən eyni qorunan inkişaf modelinin hüceyrə səviyyəsində də mövcud olub-olmadığını izləməyə imkan verdi.
Hüceyrəvi qum saatı
Tədqiqatçılar yenidən qurulmuş hüceyrə trayektoriyalarından istifadə edərək, molekulyar qum saatının müəyyənedici imzalarının fərdi hüceyrə nəsilləri daxilində aşkar edilə biləcəyini soruşdular.
Onlar molekulyar qum saatının iki əsas əlamətini araşdırdılar: növlər arasında gen ifadəsinin qorunma dərəcəsi və inkişaf zamanı ifadə olunan genlərin təkamül yaşı.
Komanda onurğalıların embriogenezi zamanı hüceyrə trayektoriyalarının qum saatına bənzər bir nümunə izlədiyini aşkar etdi. Embriogenezin ortasında, xüsusən də neyrula mərhələsində, siçan və zebra balığında hüceyrə vəziyyətləri gen ifadəsində ən yüksək oxşarlıq göstərdi ki, bu da növlər arasında inkişaf proqramlarının güclü şəkildə qorunub saxlanıldığını göstərir.
Eyni zamanda, tədqiqatçılar faringula mərhələsi kimi tanınan bir qədər sonrakı mərhələdə hüceyrə vəziyyətlərinin əksəriyyətinin təkamül baxımından ən qədim gen dəstlərini ifadə etdiyini müşahidə etdilər ki, bu da dərin qorunan genetik proqramların inkişafın bu mərhələsində üstünlük təşkil etdiyini göstərir.
Bu iki molekulyar aspekt qum saatının misilsiz bel formalarını təşkil edir və onurğalıların inkişafının qorunmasının tək bir dəqiq müəyyən edilmiş mərhələdən daha geniş bir filotipik dövrü əhatə etdiyini göstərir.
Ümumilikdə, bu nəticələr göstərir ki, bütün embrionlarda müşahidə edilən inkişaf qum saatı fərdi hüceyrə nəsillərinə yerləşdirilmiş və onların birləşmiş davranışlarından irəli gələn bir nümunəni əks etdirir.
Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .
Asimmetrik qum saatı
Tədqiqat əlavə bir xüsusiyyəti də aşkar etdi: inkişafın son mərhələləri erkən mərhələlərə nisbətən növlər arasında daha güclü şəkildə fərqlənir. Bu asimmetrik qum saatı göstərir ki, təkamül divergensiyası sonrakı inkişaf zamanı güclənir, çünki embrionlar ixtisaslaşmış strukturlar və növlərə xas xüsusiyyətlər qazanırlar.
Bu tapıntılar, inkişafın böyük mürəkkəbliyinə baxmayaraq, embrionların necə möhkəmliyini qoruduğuna dair yeni bir perspektiv təqdim edir. Hüceyrələr tədricən fərqli toxumalar və orqanlar yaratmaq üçün ixtisaslaşsa da, orta embrion mərhələləri bədən planının düzgün formalaşmasını təmin edən ortaq gen tənzimləyici proqramlar üzərində konvergensiya tələb edir.
Təkhüceyrəli texnologiyaların sürətlə genişlənməsi ilə bu hüceyrə perspektivi elm adamlarının çoxhüceyrəli həyatda inkişaf qorunması və təkamül divergensiyasını necə öyrəndiyini dəyişdirə bilər.
