Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
Например, мутанты, дефектные по gap-гену Kruppel, обладают выраженной
аномалией, распространяющейся через участок, где были выявлены
транскрипты данного гена в нормальном эмбрионе, а также на несколько
сегментов за его пределами (рис. 16-62). Ген Kruppel был секвенирован и
оказался гомологичен (равно, как и другой gap-zeH-hunchback) семейству
генов, о которых известно, что у позвоночных они кодируют
П|"сегме**т*1
* narrow, дефея тмь1*> ЛО
Г
Mr 'М. |u | т" I Т2 I ТЗ IА1 |А7 j АЗ Ia 4 |A5 |A6 lA7 IAB IA9.' 10
IM',
Pi I P? IP3 | M 1 PS I P6 I P7 ¦ Pa I P9|P10|P11|P12|P13|P14|
I I ¦
в котором ii нормг
R Р.ЩИ-
вответствующ** г"иу Кг
• КОТОРОМ В
билзи Кг
ИГ ЗЖ
100 мкм
Рис. 16-62. Пространственные домены, в которых действует дар-ген Kruppel,
картированный на бластодерме дрозофилы. А. На рисунке показано, как
дефект, вызванный отсутствием функционального продукта Kmppel,
простирается за пределы участка, в котором в норме локализованы
транскрипты Kmppel. Б. Нормальное распределение транекриптов Kruppel
согласно результатам гибридизации in situ на стадии бластодермы. В.
Нормальное распределение белка Kmppel выявляемое е помощью окрашивания
антителами на этой же стадии. На других стадиях белок может быть
распространен более широко. Фенотип мутанта, у которого отсутствует
функциональный продукт Kmppel, указан на рис. 16-61, А. (Б - из Н.
Jackele, D. Tautz, R. Schuh, E. Seifert, E. Lehmann, Nature, 324, 668-
670, 1986; В - из U. Gaul, E. Seifert, R. Shuh, H. Jackie, Cell, 50, 639-
647, 1987,
copyright Cell Press.)
118
Рис* 16-63. При гибридизации in situ радиоактивного ДНК-зонда для гена
ftz с бластодермой дрозофилы среди продуктов транскрипции данного гена
обнаруживается семь полос, что соответствует проявлению дефектов у
мутантов по ftz. На радиоавтографе полосы экспрессии ftz выявляются на
продольном срезе в виде черных точек, образованных зернами серебра (С
любезного разрешения Philip Ingham.)
ДНК-связывающие регуляторные белки, включая фактор транскрипции TFIIIA у
Xenopus (см. разд. 9.1.9). Возникает соблазн предположить по аналогии с
bicoid, что белок Kmppel в роли диффундирующего морфогена
распространяется из участка транскрипции Кгйрре1, хотя наблюдаемое
распространение белка не столь обширно, как требуется в соответствии с
этой гипотезой.
Некоторые гены группы pair-rule участвуют в передаче сигналов на более
короткие расстояния, оказывая воздействие на клетки, соседствующие с
участками гранскрипции этих генов; другие гены, напротив, оказывают
воздействие на развитие только в тех участках, где они транскрибируются.
Например, транскрипты нормального гена ftz на стадии бластодермы
проявляются в виде семи кольцевых полосок, наподобие полос у зебры (рис.
16-63), отмечающих ширину и расположение зачатков четных парасегментов,
которые утрачиваются у мутантов ftz.
Подводя итоги этих наблюдений, можно предположить, что продукты генов
полярности яйца обеспечивают эмбрионы универсальными позиционными
сигналами, вынуждающими экспрессироваться определенные gар-гены в
определенных местах. В свою очередь продукты gap-генов представляют как
бы второй ярус позиционных сигналов, действующих более локализованно и
используемых для регуляции более тонких деталей пространственной
организации эмбриона, и оказывающих в свою очередь влияние на экспрессию
еще одной группы генов, куда входят и гены группы pair-rule. Таким
образом, универсальные градиенты, создаваемые генами полярности яйца,
принимают участие в формировании более мелких деталей пространственной
организации путем постепенного подразделения по принципу иерархии
последовательных позиционных контролей. Это весьма надежная стратегия:
поскольку позиционные сигналы не определяют подробных деталей, отдельные
ядра, отвечающие на них, не должны реагировать с высокой точностью на
минимальное изменение величины таких сигналов.
16.5.7. Продукты одного гена сегментации контролируют экспрессию
другого [44, 50, 51J
Согласно представленной выше схеме, иерархия позиционных сигналов должна
соответствовать иерархии регулярных взаимодействий между генами,
управляющими формированием пространственной организации. Это положение
можно проверить при изучении влияния мутации одного гена на экспрессию
другого. Оказалось, что гены, участвующие в процессе формирования
пространственной организации вдоль переднезадней оси, формируют
иерархическую пирамиду в пяти основных ярусах, причем продукты генов
каждого яруса регулируют экспрессию генов
119
нижележащих ярусов. На вершине этой пирамиды находятся гены полярности
яйца, за ними gap-гены, затем гены pair-rule, затем гены полярности
сегментов и, наконец, гомеозисные селекторные гены.
Можно получить мутантные эмбрионы, лишенные нормальных продуктов гена
Kruppel, и определить методом гибридизации in situ экспрессию нормального
гена ftz, используя клонированный зонд комплементарный последнему.
Характерные полоски ftz не образуются именно в тех участках бластодермы,
