МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ГЕННО-РЕГУЛЯТОРНОЙ СЕТИ ТЕМПОРАЛЬНОЙ ИДЕНТИЧНОСТИ НЕЙРОБЛАСТОВ

Введение: Прогресс в области современной биологии развития оказался возможным во многом благодаря тому, что немало молекулярных механизмов процессов развития оказались эволюционно консервативными. Они прослеживаются от беспозвоночных до млекопитающих и человека. Поэтому объекты биологии развития беспозвоночных все шире используется как модельные организмы для системно-биологического анализа консервативных молекулярных механизмов эмбриогенеза, включая нейрогенез. 

Цель наших исследований – компьютерный анализ активности генов темпоральной идентичности нейробластов в нейрогенезе на примере эмбрионов дрозофилы. Это известная генно-регуляторная сеть, состоящая из генов hunchback, Kruppel, POU domain, castor. 

Методы: Наш подход к анализу поведения сети темпоральной идентичности основан на том, что эти же гены являются ключевыми для процессов раннего сегментации эмбрионов дрозофилы. Эти процессы детально исследованы (включая наши работы), так что результаты и выводы исследований активности этих генов в эмбриональной сегментации резонно использовать в исследований их активности в нейрогенезе.  

Результаты: Мы продемонстрировали как незначительные реорганизации хорошо исследованных регуляторных связей этой четверки генов в эмбриональной сегментации объясняют функционирование этих же генов в механизмах темпоральной идентичности нейробластов. При этом последовательность экспрессии этих генов в виде полос вдоль передне-задней оси эмбриона соответствует последовательности их временнОй экспрессии в нейробластах.  

Выводы: Реорганизация генно-регуляторных сетей, позволяющая в масштабах времени эволюции эффективно перейти от пространственных паттернов генной экспрессии к временнЫм паттернам, широко обсуждается в области evo–devo. Мы на конкретном примере продемонстрировали возможность такого рода переходов. 

Значимость этих результатов в том, что ряд генов и факторов, вовлеченных в процессы темпоральной идентичности нейробластов, являются супрессорами опухолевого роста у млекопитающих и человека, и их эта роль связана в частности с нейрогенезом.