Ученые смогли заглянуть в процесс формирования эмбриона

Исследовательская группа Европейской лаборатории молекулярной биологии (Гейдельберг, Германия) создала микроскоп, с помощью которого можно проследить формирование эмбриона рыбы данио рерио. Уникальное оборудование позволяет ученым наблюдать за процессом образования зародыша от первой клетки до полноценного эмбриона, в котором уже видны все органы рыбы.

Ранее ученые уже ставили подобные эксперименты на беспозвоночных, например червях, эмбрионы которых состоят из нескольких сотен клеток. С новым же оборудованием можно наблюдать одновременно за десятками тысяч клеток в эмбрионах позвоночных, не повреждая их.

После наблюдения за эмбрионом команда микробиологов под руководством Иоахима Виттбродта создала компьютерную модель развития маленькой аквариумной рыбки. Как пояснил Виттбродт, световой луч микроскопа проходит через клетки в нескольких направлениях, позволяя тем самым создать максимально точную компьютерную модель. «Это как большая головоломка, но теперь мы можем рассмотреть каждый ее кусочек… Вы смотрите, как зарождается жизнь живого существа», -- резюмировал ученый.

Чтобы развиться в полноценный организм, клетки эмбриона должны разделиться, путешествовать вдоль тела и объединяться в сложные формы и специальные органы. Исследователям удалось выяснить, что путь некоторых из этих клеток был несколько иным, чем они предполагали ранее. Подобные эксперименты помогают понять, как новообразования распространяются по телу и почему клетки иногда начинают бороться против организма. Такое происходит при аутоиммунных заболеваниях, например при артрите.

Иоахим Виттбродт является одним из ведущих немецких микробиологов. После обучения в университетах Мюнхена и Базеля он возглавил группу молодых исследователей в Институте биофизической химии общества Макса Планка. С 1999 года ученый работает в Европейской лаборатории молекулярной биологии. Широкую известность ему принесли работы, посвященные развитию глаз у эмбриона рыбки медаки. В ходе этих исследований выяснилось, что глаза формируются из внутренних клеток мозга, а не из внешних клеток поверхности эмбриона, как это предполагалось ранее.

Рыбка данио рерио (лат. Danio rerio) стремительно вытесняет из биологических лабораторий традиционные виды подопытных животных. Причин тому несколько. Во-первых, процесс развития клетки в эмбрион проходит за три дня. Это позволяет ученым, меняющим генетический код рыбы, быстрее получить результаты эксперимента. Вторым преимуществом рыбки является схожесть генома с геномом птиц, рептилий и млекопитающих. Кроме того, рыбка производит по 200 икринок каждые четыре-пять дней, и эти икринки практически прозрачны. Все вышеперечисленное делает рыбок одним из излюбленных объектов для генетических манипуляций. В 1996 году журнал Development посвятил данио рерио целый номер.

Около года назад американский коллега Виттбродта Эммануэль Мигно (Стэнфордский университет) использовал данио рерио для исследования бессонницы и добился существенных успехов. В ходе эксперимента ему удалось выделить ген, отвечающий за нарушение режима сна и ряд других аномалий. В настоящее время ученый исследует механизм функционирования опасного гена. По его мнению, в будущем это поможет создать более эффективное лекарство от бессонницы.