Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

17. Генетический анализ развития 271

Рис. 17.17. Изменения сегментации только что вышедших из яйца личинок, имеющих генотипы с делециями части или всех генов ВХ-С. Отсутствующие участки 3-й пары хромосом показаны внизу рисунка; незакрашенная часть обозначает отсутствующий участок. Отметим, что различные участки ВХ-С затрагивают специфические признаки всех или некоторых сегментов Т и Б. Например, потеря крайнего левого участка (Df-bdx^100) приводит к появлению центральных ямок на всех сегментах А, однако органы Кейлина возникают только на Б1. Потеря несколь-

ко большего участка левого конца комплекса ВХ-С (Df-P10) приводит к появлению органов Кейлина на остальных сегментах Б. Напротив, присутствие этого участка при отсутствии остальной части ВХ-С частично подавляет образование органов Кейлина (остается только одна сенсорная щетинка) на сегментах Б и полностью подавляет образование вентральных ямок. Полное отсутствие ВХ-С (Df-P9) приводит к тому, что сегменты Т3-Б7 развиваются по типу Т2. Обозначения признаков см. в подписи к рис. 17.14. (По Struhl G., 1981. Nature, 283, 36.)

(рис. 17.16). Доминантные (восстанавливающие функцию) мутации ВХ-С также располагаются на карте в соответствии с порядком расположения сегментов, развитие которых они затрагивают.

Согласно модели, предложенной Льюисом, контроль сегментации торакса и абдомена происходит следующим образом: гены комплекса ВХ-С детерминируют образование продуктов - регуляторов действия других генов, ответственных за развитие сегмент-специфичных структур. Возможно, что в каждом сегменте действует определенный участок комплекса ВХ-С, который активирует гены, контролирующие сегментспецифичный путь развития клеток этого сегмента. По предположению Льюиса, регуляция каждого из этих генов осуществляется активными в циc-положении контролирующими участками. Некоторые из них идентифицированы благодаря наличию в них доминантных мутаций, обусловливающих активность генов ВХ-С в сегментах, в которых эти гены в нормальном состоянии репрессированы. Далее Льюис высказывает предположение о присутствии в градиенте переднезадней оси бласто-

Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

272 Экспрессия генетического материала

Рис. 17.18. Предложенная Льюисом модель регуляции действия генов ВХ-С через градиент концентрации репрессора (молекулы репрессора обозначены кружками) вдоль переднезадней оси эмбриона на стадии бластодермы. Наиболее высокой из приведенных на этом рисунке концентраций является концентрация в районе мезоторакса (Т2); наиболее низкой - концентрация в районе восьмого брюшного сегмента (Б8). Регуляция каждого из генов ВХ-С осуществляется активным в цис-положении регулярным сайтом ДНК (обозначен красным), который связывает репрессор с определенной степенью сродства (сайт с наиболее низкой степенью сродства к репрессору находится слева; по мере продвижения комплекса ВХ-С

слева направо степень сродства увеличивается). При наиболее высокой концентрации репрессора все сайты связаны. По мере снижения концентрации репрессора от левого к правому концу ВХ-С сайты с более низкой степенью сродства уже не могут связывать репрессор, что приводит к активации регулируемых ими структурных генов (Ubx, iab2, iab5 и iab8) в специфических точках по передне-задней оси. Набор активных в данном районе генов комплекса ВХ-С приводит к выбору клетками этого района определенного пути развития. Действие трех мутантных регуляторных сайтов (которые не могут связывать репрессор) на выбор пути развития выделено цветом.

дермы репрессора генов ВХ-С; концентрация этого репрессора наиболее высока в районе бластодермы, соответствующем сегменту Т2, и наиболее низка в районе, соответствующем сегменту А8. Каждый контролирующий участок связывает этот репрессор с различной степенью сродства. Предполагается, что крайний левый контролирующий участок комплекса ВХ-С имеет наиболее низкое сродство к репрессору, а крайний правый - наиболее высокое. Таким образом, каждый сегмент от Т2 до А8 характеризуется активацией все увеличивающегося числа членов ВХ-С, определяемого концентрацией репрессора в сегменте и сродством контролирующих участков района ВХ-С к этому репрессору. В районе бластодермы, соответствующем Т2, высокая концентрация репрессора инактивирует все гены ВХ-С; клетки этого сегмента развиваются по типу Т2. В районе А8 низкая концентрация репрессора приводит к экспрессии всех генов ВХ-С, здесь клетки развиваются по типу А8. В промежутке между Т2 и А8, чем ближе к А8 расположен сегмент, тем большее число генов комплекса ВХ-С активировано в его клетках. На рис. 17.18 схематически представлены элементы этой модели для нескольких сегментов, на этом рисунке показан также постулированный Льюисом эффект нескольких мутаций контролирующих участков.