Развитие органов млекопитающих контролируется тонко настроенной активацией и сложным взаимодействием множества различных генов, также известных как сети экспрессии генов. «Хотя экспрессия генов развития в мозжечке уже достаточно хорошо изучена, генетический контроль над ними остается неуловимым», — объясняет доктор Мари Сепп, научный сотрудник исследовательской группы профессора Кессманна «Функциональная эволюция геномов млекопитающих». В текущем исследовании учёные составили карту на клеточном уровне контрольных элементов всех активных генов на протяжении всего периода развития мозжечка у мышей. Для этой задачи они использовали самые современные методы секвенирования отдельных клеток.
Затем на основе этих данных и методов биоинформатического анализа они смогли расшифровать регуляторные программы, которые контролируют сети экспрессии генов всех клеток и, следовательно, развитие мозжечка. Исследователи идентифицировали более 200 000 контрольных элементов, большинство из которых очень специфичны для отдельных типов клеток и стадий развития. Однако некоторые из этих элементов активируются в нескольких типах клеток, особенно на ранних стадиях развития.
Чтобы также понять эволюцию этих программ регуляции генов, исследователи сравнили свои результаты на мышах с соответствующими данными на опоссуме — сумчатом, который имеет общего с млекопитающими, такими как мыши или люди, общего эволюционного предка, насчитывающего почти 160 миллионов лет.
По словам профессора Кессманна, это сравнение выявило временную закономерность, которая характерна для разных типов клеток. «Программы регуляции генов каждого типа клеток больше различаются между видами по мере развития», — объясняет Иоаннис Сарропулос, доктор наук в исследовательской группе Хенрика Кессманна.
Исследователи объясняют, что на уровне отдельных типов клеток эти открытия дополнительно подтверждают новаторскую гипотезу об эмбриональном развитии XIX века: балтийский немецкий натуралист Карл Эрнст фон Бэр (1792–1876 гг.) заметил, что эмбрионы разных типов позвоночных тем труднее было отличить друг от друга, чем моложе они были, что указывает на прогрессирующую дивергенцию в развитии эмбрионов позвоночных.
Источник — Газета Daily.