Исследование
Как клетки определяют время?
Знаете ли вы, как определяется время в клетках эмбриона?
У зародышей есть "часы", которые определяют ритм развития, активируя и деактивируя гены. У эмбрионов человека они активны между третьей и четвертой неделями развития, когда женщины обычно только узнают о своей беременности. У эмбрионов мышей "часы" работают в два раза быстрее, чем у эмбрионов человека: одно колебание длится 2-3 часа по сравнению с 5-6 часами у человека. Скорость, с которой развивается зародыш, имеет важное влияние на размер взрослого животного, расположение его частей и, возможно, даже на продолжительность жизни. Например, у жирафов такое же количество позвонков, как и у их короткошеих родственников окапи. Скорее всего, шейные позвонки жирафов растут в течение более длительного времени, что позволяет им достигать больших размеров.
Улучшение понимания работы "часов" человека произошло после того, как ученые научились воссоздавать их путем выращивания эмбриональных стволовых клеток. Одним из ключевых генов у млекопитающих оказался ген Hes7, во время развития он многократно включается и выключается, создавая колебания активности клетки. Когда ген активен, он производит белок Hes7, а когда накапливается достаточное количество белка, это выключает ген. Затем, как только все белки Hes7 расщепляются, ген может опять начать работать.
Ученые поместили человеческий ген Hes7 в мышиные клетки и мышиный Hes7 в человеческие клетки, а затем наблюдали, начали ли человеческие клетки колебаться со скоростью мыши и наоборот. Но скорость колебаний практически не изменилась. Это указывает на то, что ген Hes7 не является единственным регулятором часов развития. При сравнении скорости образования и разрушения белков в клетках кожи 12 млекопитающих, от золотых хомячков, которые живут 4 года, до людей и гренландских китов, последние могут жить 200 лет, была обнаружена сильная обратная зависимость с продолжительностью жизни: у долгоживущих видов более медленный обмен белков. Но не понятно, что причина, а что следствие. Мы живем дольше мышей, потому что у нас более медленно идут процессы в клетках, или у нас медленнее идут процессы и поэтому мы живем дольше. Это ученым еще предстоит выяснить.
У зародышей есть "часы", которые определяют ритм развития, активируя и деактивируя гены. У эмбрионов человека они активны между третьей и четвертой неделями развития, когда женщины обычно только узнают о своей беременности. У эмбрионов мышей "часы" работают в два раза быстрее, чем у эмбрионов человека: одно колебание длится 2-3 часа по сравнению с 5-6 часами у человека. Скорость, с которой развивается зародыш, имеет важное влияние на размер взрослого животного, расположение его частей и, возможно, даже на продолжительность жизни. Например, у жирафов такое же количество позвонков, как и у их короткошеих родственников окапи. Скорее всего, шейные позвонки жирафов растут в течение более длительного времени, что позволяет им достигать больших размеров.
Улучшение понимания работы "часов" человека произошло после того, как ученые научились воссоздавать их путем выращивания эмбриональных стволовых клеток. Одним из ключевых генов у млекопитающих оказался ген Hes7, во время развития он многократно включается и выключается, создавая колебания активности клетки. Когда ген активен, он производит белок Hes7, а когда накапливается достаточное количество белка, это выключает ген. Затем, как только все белки Hes7 расщепляются, ген может опять начать работать.
Ученые поместили человеческий ген Hes7 в мышиные клетки и мышиный Hes7 в человеческие клетки, а затем наблюдали, начали ли человеческие клетки колебаться со скоростью мыши и наоборот. Но скорость колебаний практически не изменилась. Это указывает на то, что ген Hes7 не является единственным регулятором часов развития. При сравнении скорости образования и разрушения белков в клетках кожи 12 млекопитающих, от золотых хомячков, которые живут 4 года, до людей и гренландских китов, последние могут жить 200 лет, была обнаружена сильная обратная зависимость с продолжительностью жизни: у долгоживущих видов более медленный обмен белков. Но не понятно, что причина, а что следствие. Мы живем дольше мышей, потому что у нас более медленно идут процессы в клетках, или у нас медленнее идут процессы и поэтому мы живем дольше. Это ученым еще предстоит выяснить.