Регенерация шляпки при перекрестном сращивании у ацетабулярииAcetabularia mediterranea-MAcetabularia crenulata-C

Андрогенез у тутового шелкопряда (Астауров)

Георгий Викторович Лопашов (пересадка ядер у тритона)

Джон Гёрдон

1 2

3

4

5

Неоплодотворенное яйцо(линия с двумя ядрышками)

Головастик(линия с одним ядрышком)

Кишечникголовастика

Эпителиальные клетки

Ядро из клеткикишечника

Ядро из клетки кишечника

Отсутствиедробления

БластулаБластула

Аномальныйзародыш

Головастик

Взрослая лягушка(линия с одним ядрышком)

Яйцо-реципиент

Облучение

Схема пересадки ядер из кишечника головастика в неоплодотворенное яйцо лягушки Xenopus laevis

Овечка (слева), развившаяся из клетки молочной железы, взятой от овцы беломордой породы и трансплантированной

в овцу черномордой породы (справа) 1997.

Эрнст Хадорн

Из имагинальных дисков дрозофилы формируются разные органы. Крыловой диск формирует крыло и часть нотума. Диски можно поддерживать в состоянии когда окончательная дифференцровка не происходит – для этого из надо трансплантировать в брюшко самки. Можно также вызвать состояние конечной дифференцировки – для этого надо пересадить диск в личинку, где после действия гормонов из тела взрослой особи можно извлечь сформированный орган.Диски дрозофилы поддерживали с помощью пересадок в брюшко новых самок (раз в две недели) в течение 6 лет (160 пересадок). Оказалось, что после такого культивирования диски сохранили способность терминально дифференцироваться в крыло. Однако иногда происходит процесс трансдетерминации

трансдетерминация

а

б

в

г

Распределение по длине яйца дрозофилы матричной РНК, считанной с гена bicoid

в нормальной линии

у мутантов exuperantia

swallow

staufen

bicoid

hunchbacktorso nanos

Распределение морфогенов по продольной оси яйца дрозофилы

Оплодотворенное яйцо с двумя родительскими ядрами

Передний конец яйца

Задний конец яйца

Пронуклеус самца (N)

Пронуклеус самки (N)

Ядро зиготы2N

Слияние родительских ядер и образование зиготы

Полярнаяцитоплазма

Образование синцития в результате9 последовательных делений ядер в общей цитоплазме

Ядра мигрируют к стенкам яйца и делятся еще 4 раза, образуяоднослойный мешок

Полярные клетки (зачатки клеток зародышевого пути)

Бластодерма из 4000 клеток. Завершение образования клеточных мембран

Эмбриональное развитие дрозофилы

GGAAGTCATAAAAACACATAATAATGATGTCGAAGGGATTAGG

Krgt

bcdhb

Kr Kr Krgt

bcdhb hb hb

-800Kr Krgt gt

bcd bcd bcd bcd

-1500 пн

GTTAATCCGTTTGCCATCAGCGAGATTATTAGTCAATTGCAGTTG

Kr gt

bcd bcd

а

б

в

Часть регуляторного района гена eve длиной 700 пн

4 5 6 7 8 9 10 1112 13 14

T1T2 T3 A1 A2 A3 A4 A5 A6

A7A8

A A A A A A A A A A AP P P P P P P P P PP

T1

T2

T3A1 A2 A3 A4 A5A6A7

A8

Спинная сторона

Брюшная сторона

Задний конец

Передний конец

Яйцо

Клеточнаябластодерма

Эмбрион в возрасте 10 часов

Взрослое насекомое

Брюшные сегменты

Торакальные сегменты

Парасегменты

Компартменты

Сегменты

Расположение сегментов на разных этапах развития дрозофилы

Парасегменты – это сегменты с плохоразличимыми границами на морфологическом уровне.

Ген Нормальная личинка, место действия гена закрашено красным

Эффект мутации Время экспрессии

Gap ( )Krьppel

Pair-rule ( )even-skipped

Гены сегментации ( )gooseberry

Отсутствуютприлегающиесегменты

Потеря каждоговторого сегмента

Сегменты заменены на зеркальные

До 11 деления

11-12 деления

13 деление

Типы генов сегментации у дрозофилы по их мутантному проявлению

а

б

в

Иерархия действия генов сегментации. Подразделение эмбриона на широкие домены (а), парасегменты (б) и компартменты (в)

а

б

в

глаз

ариста

антенна

ротовые части

Голова дрозофилы дикого типа (а) и гомеозисные превращения антенны (б) и аристы (в) в ногу в результате мутаций

Antennapedia и aristapedia соответственно

PRO

MS

MTAB1AB2AB3AB4AB5AB6AB7AB8

HEAD

а б в

Схема сегментального строения личинки и взрослой мухи

Эдвард Льюис

T1

T2

T3A1 A2 A3 A4 A5A6A7

A8

-100 -50 0 +50 +100 +150 +200

abx/bx bxd/pbx iab-2 iab-3 iab-4iab-5 iab-6 iab-7 iab-8, 9

Ubxbxd

pbxabxbx

A8A7A6A5A4A3A2A1T3T2

AbdBabdAUbx

Сегменты

Мутации Ubx

Регуляторные мутации

Регуляторные последовательности

Структурные гены

Организация комплекса генов BX-C

Схема нарушений дифференцировки в результате мутаций генов Ubx, abd-A и Abd-B

Мозг 3195Глаз 547Кость 904Жировая ткань 581Тимус 261

Пищевод 76Легкие 1887Сердце 1195Печень 2091Эритроцит 8Тромбоит 22Толстый кишечник 879Почка 712Яичник 504

Семенник 370Матка 1859

Кожа 620Эмбрион 1989

Яичко 1232Синовиальная оболочка 813

Лимфатические клетки 374Эндотелиальные клетки 1031

Слюнная железа 17Щитовидная железа 584

Околощитовидная железа 46Гладкая мускулатура 127

Молочная железа 696Поджелудочная железа 1094

Селезенка 1094Надпочечники 658

Желчный пузырь 788Большой сальник 163Тонкий кишечник 297

Плацента 1290Простата 1283

Скелетная мышца 735Белая кровяная клетка 2164

Число генов, вовлеченных в развитие и функционирование органов и тканей человека

R K R G R Q T Y T R Y Q T L E L E K E F H F N R Y L T R R R R I E I A H A L C L T E R Q I K I W F Q N R R M K W K K E N

R R R K R T A Y T R Y Q L L E L E K E F H F N R Y L T R R R R I E L A H S L N L T E R Q V K I W F Q N R R M K W K K E N

1

1

10

10

20

20

30

30

40

40

50

50

60

60

Спираль IVСпираль IIIСпираль IIСпираль I Петля ПоворотN-конец

d d d d c c (c) d c d d c c c c c d d c d c c d d d d d d

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

I

II

Консервативность организации гомеодоменов, с-гидрофобная сердцевина, d – связывание с ДНК.

Колинеарность расположения гомеозисных генов и картины их экспрессии у дрозофилы и мыши

а

б

в

г

д

е

Схема строения глаза