Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 2: Пер. С англ. – м.: Мир, 1994. – 235 с.

34________________ ГЛАВА 7_____________________________________________________________________

Рис. 7.31. Экспрессия гена zen. А. Экспрессия нормального аллеля zen. обнаруживаемая методом гибридизации in situ с одноцепочечной радиоактивной zen-ДНК на препарате среза через зародыш дикого типа и последующим выявлением радиоактивной метки с использованием фотографической эмульсии. Темные пятна представляют области, в которых радиоактивность ДНК, связанной с мРНК, восстанавливает зерна серебра в фотографической эмульсии. Zen мРНК обнаруживается в дорсальной области зародыша дикого типа. Б. Экспрессия гена zen во всем зародыше у дорсализованного мутанта. В. Отсутствие экспрессии гена zen у вентрализованного мутанта cactus. (Из Rushlow et al., 1987; фотографии с любезного разрешения M. Levine.)

люляризации бластодермы градиент поляризуется, т.е. белок обнаруживается в виде единичного кольца шириной в 3 4 клетки и в полярных клетках (рис. 7.33.5). Следовательно, характер распределения белка в зародыше меняется от градиентного до локализованного в определенной области. Однако эффект мутации bicaudal предшествует действию гена caudal. При окрашивании на присутствие белка caudal в зародышах bicaudal обнаруживаются два феномена. Во-первых, отсутствует градиентное распределение этого белка в синцитиальной бластодерме (рис. 7.33. В), и, во-вторых, локализация белка caudal происходит в двух областях вблизи переднего полюса и вблизи заднего полюса (рис. 7.33. Г). По-видимому, вещество bicaudal ответственно за считывание информации о переднезадней полярности и необходимо для правильного размещения продуктов гена caudal. Продукты этого

Рис. 7.32. Мутанты с нарушением переднезадней полярности. А. Кутикула личинки дикого типа: видны голова, три грудных сегмента (Т1-Т3) и 8 брюшных сегментов (Al A8). Б. Симметричное двойное брюшко, характерное для зародыша, происходящего от самки, гомозиготной по мутации bicaudal, В. Редуцированное брюшко, характерное для зародышей, продуцируемых самками, гомозиготными по мутации caudal. (По Gergen et al., 1986: Macdonald. Struhl, 1986.)

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 2: Пер. С англ. – м.: Мир, 1994. – 235 с.

__________________ ДЕТЕРМИНАЦИЯ ПОСРЕДСТВОМ ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ СПЕЦИФИКАЦИИ__________ 35

Рис. 7.33. Экспрессия нормального аллеля белка caudal в зародышах дрозофилы дикого типа и bicaudal. Зародышей фиксировали и окрашивали с помощью иммунологической методики, используя антитела к белку caudal. А. Виден градиент белка caudal в ядрах синцитиальной бластодермы зародыша дикого типа. Б. Градиент белка caudal дикого типа, экспрессированного в ядрах синцитиальной бластодермы зародыша bicaudal. отсутствует. В. Стадия клеточной бластодермы зародыша дикого типа. Видно заднее кольцо белка caudal. Г. В клеточной бластодерме мутанта bicaudal видны два кольца белка caudal (по одному на каждом конце зародыша). Каждый конец становится задней областью. (Из Macdonald, Struhl, 1986.)

гена, по всей вероятности, необходимы для активации генов, специфичных для задних сегментов (Macdonald, Struhl, 1986; Mlodzik, Gehring, 1987).

Сходные мутации были обнаружены у других видов мух (таких, как Smittia), a фенокопии этих мутантов могут быть получены облучением передней области яйца лазерным микролучом или микроинъекцией рибонуклеазы в переднюю область яйца (рис. 7.34; Kandler-Singer. Kalthoff. 1976). Такие облученные яйца можно «излечивать» микроинъекцией мРНК из зародышей дикого типа (Kaltho Elbetiehn. 1986).

Спецификация дорсовентральной и переднезадней полярности осуществляется двумя действующими независимо одна от другой группами детерминантов. Эти морфогенетические детерминанты представляют собой мРНК и белки, запасенные в ооците, а установление и поддержание каждой из осей зародыша осуществляются в результате взаимодействия этих факторов в цитоплазме яйца Эти факторы распределяются по специфическим клеткам и влияют на транскрипцию генов в их ядрах. Процессы, благодаря которым разные сегменты приобретают свою специфику (например, то, что на грудных сегментах образуются ноги, а на брюшных - нет) в соответствии с локализацией их клеток по этим осям, будут подробно рассмотрены в гл. 18. Изучение генетики формирования признаков у дрозофилы может стать «Золотым копьем» генетики развития. В течение десятилетий существовали два больших пробела, препятствующие попыткам объединить генетику и развитие. Первый – отсутствие

Рис. 7.34. Нормальный и облученный зародыши галлицы Smittia. У нормального зародыша (вверху) видны голова слева и брюшные сегменты справа. У облученного зародыша нет области головы, а на обоих концах имеются только брюшные сегменты. (Из Kalthoff, 1969; фотография с любезного разрешения К. Kalthoff.)