Похожие статьи
Новое исследование, опубликованное на eLife и проведенное Институтом эволюционной биологии (IBE, CSIC-UPF) и IRB в Барселоне, показало, что ген Chinmo отвечает за установление ювенильной стадии у насекомых. Это также подтверждает, что гены Br-C и E93 играют регулирующую роль в зрелости насекомых. Эти гены, которые также присутствуют у людей, действуют соответственно как промотор и как супрессор раковых процессов.
Результаты исследования, которое было проведено с плодовой мухой Drosophila melanogaster и тараканом Blatella germanica, показывают, что эти гены сохранялись на протяжении всей эволюции насекомых. Поэтому считается, что они могут играть ключевую роль в эволюции метаморфоза.
Насекомые, которые подвергаются полной метаморфозе, такие как мухи, проходят следующие три стадии развития: эмбрион, который формируется внутри яйца; личинка (ювенильная стадия), которая растет в несколько фаз; и куколка, которая является стадией, охватывающей метаморфозу и формирование взрослого организма.
Предыдущие исследования показали, что ген Br-C определяет формирование куколки у насекомых. В 2019 году та же команда IBE, которая руководила этим исследованием, описала важную функцию E93 для завершения метаморфоза у насекомых и инициирования созревания тканей, которые затем формируют взрослую особь. Однако ген, ответственный за определение ювенильной стадии, до сих пор был неизвестен. Это исследование теперь идентифицировало ген Chimno как основного предшественника этой стадии у насекомых.
Удалив ген Chinmo у образцов дрозофилы, ученые заметили, что эти насекомые прогрессировали до стадии куколки, не завершая ювенильную стадию, рано переходя во взрослую стадию. Таким образом, эти результаты подтверждают, что Чинмо необходим для развития подростков.
«Мы обнаружили, что Chinmo способствует росту тканей на ювенильной стадии дрозофилы, сохраняя клетки недифференцированными. Таким образом, пока Chinmo экспрессируется, клетки не могут дифференцироваться, поскольку ген подавляет действие генов, ответственных за формирование тканей взрослого организма «, — рассказывает доктор Ксавье Франч, исследователь IBE (CSIC-UPF), который руководил исследованием.
Таким образом, исследование приходит к выводу, что ген Chinmo должен быть инактивирован, чтобы дрозофила могла перейти от ювенильной стадии к стадии куколки и успешно осуществить метаморфозу. Аналогичным образом, это подтверждает, что последовательное действие трех генов, а именно Chinmo, Br-C и E93, на личиночной, куколочной и взрослой стадиях, соответственно, координирует формирование различных органов, которые формируют взрослый организм.
Chinmo и Br-C принадлежат к большому семейству транскрипционных факторов BTB-ZF — белков, участвующих в развитии рака и которые также обнаружены у людей. Хотя предыдущие исследования показали, что Chinmo является предшественником рака, роль Br-C и E93 в этом заболевании до сих пор была неизвестна.
«Понимание молекулярного функционирования роста клеток может помочь лучше понять раковые процессы. Здоровые клетки растут, дифференцируются и созревают. Напротив, раковые клетки растут бесконтрольно, не дифференцируются и не созревают. Таким образом, определение роли Chinmo, Br-C и E93 может стать ключом к будущим клиническим исследованиям «, — поясняет доктор Джорди Казанова, специалист IRB в Барселоне и соавтор исследования.
Исследование показывает, что, хотя Chinmo является онкогенным предшественником, поскольку способствует росту тканей и предотвращает дифференцировку, C-Br и E93 служат супрессорами опухолей, активируя созревание тканей.
Полная метаморфоза насекомых, таких как бабочки и мухи, является эволюционным новшеством, которое постепенно возникло в ходе эволюции насекомых, подвергающихся гораздо более простой метаморфозе, таких как тараканы. Чтобы понять, как происходил этот постепенный процесс, исследователи проанализировали функцию Chinmo, Br-C и E93 у тараканов.
«Анализ функции этих генов у разных видов насекомых позволяет нам наблюдать, как работает эволюция. Наблюдение за тем, что функция Chinmo сохраняется у насекомых, столь эволюционно разделенных, как мухи и тараканы, дает нам ключ к пониманию того, как произошли метаморфозы «, — объясняет доктор Дэвид Мартин, исследователь IBE (CSIC-UPF), который руководил исследованием.
Результаты исследования показывают, что регуляторного действия Chinmo и E93 у более крупных насекомых, таких как таракан, достаточно для определения перехода от ювенильной формы к взрослой. Однако введение гена Br-C позволило развить куколок и полностью трансформироваться через новую стадию куколки у насекомых, таких как мухи.
Эксклюзивный перевод
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
