Предыдущая работа исследовательской группы из Института Уолтера и Элизы Холл в Мельбурне, Австралия, показала, что белок MOZ может передавать внешние «сообщения» развивающемуся эмбриону, раскрывая механизм того, как окружающая среда может влиять на развитие на самых ранних сроках беременности.Доктор Билал Шейх, доцент Тим Томас, доцент Энн Восс и его коллеги обнаружили, что MOZ и белок BMI1 играют противоположные роли, давая развивающимся эмбрионам набор инструкций, необходимых для обеспечения развития сегментов тела, включая позвоночник, нервы и кровеносные сосуды. правильно и в нужном месте.
Доцент Восс сказал, что исследование показало, что белки жестко регулируют экспрессию гена Hox на раннем этапе эмбрионального развития. «На очень раннем этапе развития, когда эмбрион все еще представляет собой скопление делящихся клеток, эмбрион должен стать« организованным », чтобы ткани и органы тела развивались правильно, и все было на своих местах», — сказал доцент Восс.«Эмбрион организован по« оси »от головы до хвоста, и установлен стандартный образец развития, который подразделяет тело на сегменты, каждый из которых отвечает за производство определенных аспектов тканей и органов, включая позвоночный столб, спинной мозг. и нервы.«Мы показали, что белки MOZ и BMI1 были важны для инициации активации Hox-генов — участок за участком, — обеспечивая план, который необходим развивающемуся организму для правильного развития».Доцент Восс сказал, что, хотя они работали вместе, MOZ и BMI1 играли противоположные роли. «Мы обнаружили, что MOZ и BMI1 важны для инициации и правильного определения времени экспрессии гена Hox, обеспечивая активацию генов в нужное время и в нужном месте», — сказала она.
Доцент Восс сказал, что MOZ отвечает за активацию генов, в то время как BMI1 предотвращает преждевременное включение генов Hox.Она сказала, что исследование также показало, что значительное снижение экспрессии гена Hox по-прежнему обеспечивает нормальное развитие, если время и место экспрессии были правильными.
«Мы обнаружили, что, если гены Hox были активированы слишком рано или поздно, это имело серьезные последствия для развивающегося эмбриона, такие как пороки развития позвоночника», — сказал доцент Восс. «Интересно, что мы также обнаружили, что производство« точного »количества MOZ или BMI1 в развивающихся эмбрионах не так важно для правильного развития, как время и место активации Hox-генов».Важно отметить, что MOZ и BMI1 могут обеспечивать механизм передачи сигналов из окружающей среды развивающемуся эмбриону с потенциально разрушительными последствиями.«Мы знаем, что на гены Hox может напрямую влиять слишком много витамина А, что может вызвать серьезные деформации эмбриона», — сказал доцент Восс. «Вещества или экологические проблемы, которые влияют на экспрессию MOZ или BMI1, могут влиять на то, когда и где экспрессируются гены Hox, вызывая дефекты в развивающемся эмбрионе».Доктор Энн Восс сказала, что открытие исследовательской группы опровергло многолетнюю веру в эмбриональное развитие. «Многое из того, что мы знаем об эмбриональном развитии и о том, как им управлять, было извлечено из исследований плодовых мушек», — сказал доцент Восс. «В этом исследовании мы показали ключевое различие: две молекулы, которые выполняют только поддерживающую роль у плодовых мушек, необходимы для запуска программы развития млекопитающих».
Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences и финансировалось Национальным советом по здравоохранению и медицинским исследованиям и правительством Виктории. Доктор Шейх был докторантом Мельбурнского университета во время части этого исследования.