Группа японских биологов под руководством Хироши Хамада обнаружила и описала новый ген млекопитающих, экспрессирующийся левосторонне. Ген Lplunc1 принадлежит к семейству BPI/PLUNC. Он экспрессируется в левой половине тела эмбрионов мыши, и, как считают японские исследователи, участвует в каскаде активации генов "левосторонности" Открытие японцев вносит большой вклад в понимание регуляции биологического морфогенеза и, в частности, установления лево-правой асимметрии тела.

Джуань Хоу, Кета Яширо, Юкио Сайджо и Хироши Хамада из лаборатории Генетики Развития Университета Осака а также Ясуси Оказаки и Йошихидо Хайашидзаки из научного ценра RIKEN (Йокогамма) осуществили скрининг иРНК зародышей мыши с помощью микрочипов. Они разделили мышиных зародышей на левую и правую половины. Потом выделили из них иРНК и провели скрининг на микрочипах с набором олигонуклеотидов, комплиментарных к известным генам. Для каждой пробы использовалась иРНК из 20-40 зародышей, при этом получался усредненный результат.

Сначала биологи проверили результаты на предмет известных "левосторонних" генов nodal lefty2. Это был своего рода контроль. Ученые отобрали для анализа только те слайды, из которых очевидно, что nodal и lefty2 экспрессируются в левой половине тела. На этих слайдах были еще несколько генов-кандидатов. Ученые приготовили для них меченые зонды и провели гпбридизацию in situ на специально обработанных мышиных эмбрионах. Для приготовления зондов использовалась библиотека генов японского национального проекта RIKEN.

Ученые обнаружили, что один из генов-кандидатов (а именно Lplunc1 из семейства BPI/PLUNC) действительно экспрессируется в левой половине эмбриона мыши. Белок, синтезируемый на основе этого гена, предположительно, выполняет работу по переносу лигандов через липидную мембрану клетки. Белок появляется на стадии 7,5 дней развития в ноде мышиного эмбриона, но экспрессия его пока симметрична. На девятый день (8,2 дней эмбрионального развития) экспрессируется в ноде (у млекопитающих эта зона аналогична шпемановскому организатору амфибий) уже асимметрично. На стадии появления первых сомитов экспрессия гена обнаруживается в мезодермальных структурах левой половины тела.

Установление асимметричного плана строения проходит в несколько этапов: 1) изначальное понижение порядка симметрии в области нода. Современные исследования показали, что "слом" симметрии происходит за счет биения нодальных ресничек и создаваемого ими левостороннего тока жидкости. Давно описанные мутации в генах iv и inv, вовлеченных в эту стадию, приводят к рандомизации (может быть как нормальный план строения так и перевернутый) либо изомеризму (удвоение структур правой либо левой стороны тела) морфологических структур.
2) перенос сигнала из нода в мезодермальные структуры левой стороны
3) установление асимметричной экспрессии генов
4) трансформация сигнала в морфологические структуры.

Ученые продемонстрировали, что в зародышах, мутантных по генам iv и inv, происходит нарушение асимметричной экспрессии гена Lplunc1. Значит, он принадлежит к классическому каскаду генов, детерминирующих лево-правую асимметрию.

Открытие нового левостороннего гена дополняет наши знания о генетическом каскаде, определяющем образование левосторонних структур. Далеко не все гены, регулирующие установление асимметрии, имеют асимметричную экспрессию. Пока таких генов было открыто у млекопитающих только 3 - nodal, lefty2 и ptx2. Поэтому открытие японских биологов вполне закономерно привлекло внимание научного сообщества. Их статья опубликована в журнале Developmental Dynamics.

Работа велась при финансовой поддержке гранта "Core research for evolutional science and technology of the Japan Science and Technology Corporation".

Источник новости: Juan Hou, Kenta Yashiro, Yasushi Okazakl, Yuklo Saijoh, Yoshihide Hayashizaki, and Hiroshi Hamada. Identification of a novel left-right expressed gene in the mouse belonging to the BPI/PLUNC superfamily. Developmental Dynamics 229: 373-379, 2004

Пересказал А. Ермаков