Rambler's Top100


logo














 

Новости, интересные факты
ихтиологии и аквариумистики

Как данио-рерио получили свои полоски

Данио-рерио

Данио-рерио, маленькая пресноводная рыбка, своим английским названием (zebrafish) обязана характерной окраске: чередующимся синим и золотистым полоскам. В процессе развития малька в его коже образуется три типа пигментных клеток: черные, светоотражающие серебристые и желтые. Эти клетки располагаются определенным образом, образуя нечто вроде мозаики, благодаря чему и получается тот или иной окрас. Ученым уже было известно, что для получения "правильных" полосок необходимо взаимодействие всех трех типов клеток, но процесс образования пигментных клеток, влияющих на окраску рыбы, до сих пор оставался неразгаданным. Исследователи из Института биологии развития в составе Общества Макса Планка в Тюбингене (Германия) выяснили, как образуются и ведут себя эти клетки, чтобы получился «зебровый» окрас. Их работа проливает свет на процессы развития и эволюции окраски у животых.

Красота живого мира всегда вдохновляла поэтов, философов, а также ученых. Лауреат Нобелевской премии Кристиана Нюсляйн-Фольхард, директор Института биологии развития, давно интересовалась биологическими процессами, стоящими за разнообразием окраски животных. Ее научная группа использует данио-рерио в качестве модели для изучения генетической основы развития живого организма.
Новое исследование, проведенное в лаборатории Нюсляйн-Фольхард и опубликованное в журнале "Science", демонстрирует, что желтые клетки претерпевают значительные изменения формы в процессе образования полосатого окраса данио. "Мы были удивлены таким поведением клеток, так как оно сильно отличалось от того, что мы знали о формировании окраски", – говорит Пратик Махалвар, ведущий автор данной научной работы. Исследование основывается на предыдущих результатах, полученных в лаборатории и опубликованных в журнале "Nature Cell Biology", когда исследовалось поведение серебристых и черных клеток. В обеих работах описываются тщательно проведенные эксперименты, призванные изучить изменения, которые происходят в клетках в процессе образования полосок. На протяжении трех недель ученые каждый день проводили съемку мальков, которым были введены флуоресцентно меченые предшественники пигментных клеток. Это позволило исследователям проследить размножение, миграцию и распределение отдельных клеток и их потомков на протяжении всего процесса образования окраски у живого растущего организма. "Нам пришлось выработать очень тонкую процедуру, чтобы иметь возможность систематически наблюдать отдельных рыб на протяжении долгих периодов времени. Мы использовали самые современные микроскопы, которые позволили нам свести к минимуму нежелательное влияние флуоресцентного подсвечивания", – говорит Аджит Синх, ведущий автор предыдущего исследования.
К своему удивлению ученые обнаружили, что три типа клеток попадают в кожу совершенно по-разному: полипотентные клетки, расположенные в верхней части эмбриона, дали начало желтым клеткам, покрывающим его кожу. Эти клетки начинают размножаться при наступлении этапа метаморфоза, в возрасте от двух до трех недель. Однако черные и серебристые клетки образуются из небольшой группы стволовых клеток, связанных с нервными узлами, расположенными вблизи спинного мозга в каждом сегменте. Черные клетки достигают кожи путем миграции по сегментным нервам и попадают в область полоски, а серебристые клетки проходят через продольную щель, отделяющую мышцы, а затем размножаются и распределяются в коже.
Бриджит Уолдрих, соавтор статьи в Science, проводившая трансплантацию для отслеживания происхождения желтых клеток, поясняет: "Моей целью было создать в эмбрионе небольшие скопления флуоресцентно меченых клеток, которые можно отслеживать на личиночной и ювенильной стадиях развития, чтобы понять поведение и развитие желтых клеток. Мы были удивлены, когда оказалось, что они делятся и размножаются как дифференцированные клетки, покрывая кожу рыбы, прежде чем серебристые и черные клетки образуют полоски".
Ученым удалось сделать удивительное открытие: и серебристые, и желтые клетки способны менять свою форму и цвет в зависимости от расположения. Желтые клетки сжимаются, чтобы целиком покрывать плотно расположенные серебристые клетки, образуя светло-золотистые полоски, а на участках с черными клетками желтые принимают более свободную звездообразную форму. Серебристые клетки тонким слоем распределяются по области полоски, давая ей голубоватый оттенок. На некотором расстоянии клетки снова меняют форму, образуя новую светлую полоску. Благодаря такому поведению получаются чередующиеся светлые и темные полоски. Точный порядок чередования форм серебристых и желтых клеток в полосках и дает такой эффектный контраст между золотистым и голубым цветом в окрасе рыбы.
Авторы считают, что вариации такого поведения клеток могут играть роль в образовании новых вариантов окраски рыб. "Эти результаты наталкивают на мысль о формировании окраски не только у рыб, но и у других животных, которых невозможно наблюдать в процессе образования окраса, таких как павлины, тигры и зебры", – говорит Нюсляйн-Фольхард, добавляя, что задумывается о том, как получили свои полоски ее кошки.

Перевод – Марина Борисова.

    Источник: Science Daily

    20 декабря 2014 г.




Наверх   На Главную страницу

Rambler's Top100      Рейтинг@Mail.ru     

Аквариум. Современная Аквариумистика.
Правообладатель: Живая Вода®   Любые способы полного или частичного копирования и публикации данного текста и иллюстраций без письменного разрешения администрации интернет-ресурса vitawater.ru запрещены.

   © Живая Вода, 2001-2016 гг.   @webmaster

Реклама