Хотя неоплодотворенное яйцо начинается как однородная сфера, гены позвоночного эмбриона быстро идут для работы для создания его головы отличающейся от его хвоста, его фронт отличающийся от его спины, и – когда дело доходит до внутренних органов, таких как сердце, печень и легкие – ее левая сторона отличающийся от ее права. У ученых уже есть основная картина машинного оборудования, создающего главный хвост и передние назад различия. Теперь, путем изучения причудливых случаев мышей и людей, органы которых полностью изменены или смешаны, две исследовательских группы обнаружили важные новые ключи к разгадке того, почему наша левая сторона не является копией нашего права.
Один ключевой игрок может быть «моторным» протеином, о котором шаттлы молекулярные сигналы через цитоплазму клетки, Йельский университет детский кардиолог Мартина Брукнер и коллеги сообщают в выпуске 30 октября Природы. Группа Брукнера искала генные дефекты в двух напряжениях мышей с позицией inversus, мутацией, в которой сердце, легкие и другие органы инвертированы, как зеркальное отображение. Бригада сочла изменения в генетическом коде ранее неизвестным «dynein», протеин, перемещающийся как локомотив железной дороги вдоль цитоскелетных волокон, названных микроканальцами, буксируя другие молекулы как груз.
Микроканальцы, Brueckner указывает, «неотъемлемо асимметричные структуры», с положительными и отрицательными хвостами, определяющими направление, dynein может путешествовать. Действительно, группа нашла, что затронутый ген, названный лево-правом dynein (lrd), продвигается в «узле» – основном источнике копирования сигналов – незадолго до появления в эмбрионе мыши первых известных лево-правильных асимметрий, левостороннем выражении двух генов, названных центральными и левша. Это предполагает, что работа dynein могла быть или для перемещения молекулярных сигналов, активизирующих левшу или центральный к левой стороне узла, или нести сигналы, подавляющие их к правой стороне, говорит Джозеф Йост, биолог развития в университете Юты в Солт-Лейк-Сити. «Большие вопросы теперь, что этот dynein перемещает, и как микроканальцы становятся ориентированными?» он говорит.
На один из тех вопросов, возможно, уже ответили благодаря работе, о которой сообщает генетик Бретт Кейси из Медицинского колледжа Бэйлора в Хьюстоне и коллеги в ноябрьском выпуске Генетики Природы. Группа Кейси изучила человеческие семьи с многократными случаями позиции inversus, который обычно безопасен, или неоднозначная позиция, намного более опасное условие, в котором внутренние органы рассеяны беспорядочно.
Затронутые члены семьи, группа нашла, унаследовали одну или две дефектных копии ZIC3, ранее неизвестный ген, который, кажется, кодирует для транскрипционного фактора – протеин, включающий другие гены или прочь.Два исследования предлагают дразнящую возможность, говорит Кейси. «Это долго была моя догадка, что самые ранние события в лево-правильной асимметрии включают шунтирование [сигнальных протеинов, таких как ZIC3] одной стороне или другому, и это, конечно, обращается для призыва dyneins и цитоскелета для помощи с этим», говорит Кейси.
Прибивая гены, дающие осечку в лево-правильных беспорядках, таких как неоднозначная позиция, Кейси отмечает, может в конечном счете помочь ученым предоставить генетическую рекомендацию возможным родителям, несущим мутации.