В своем исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, группа экспериментировала с белками рецептора Tgfbr1 и была удивлена, обнаружив, что им удалось создать шестиногий мышиный эмбрион с отсутствующими наружными половыми органами.
В процессе эмбрионального развития тело формируется поэтапно, начиная с головы и заканчивая хвостом. На первой переходной стадии происходит переход от головы к туловищу, а на второй — от туловища к хвосту. Этот последний переход связан со значительной реорганизацией эмбриональных структур.
Предыдущие исследования показали, что у большинства четвероногих животных контроль за задними конечностями и наружными гениталиями в процессе развития сосредоточен на одних и тех же базовых процессах. Для нового исследования группа ученых провела генную инженерию мышей, чтобы узнать больше об этом развитии.
Специалисты сосредоточили свое внимание на рецепторных белках, которые развиваются на основе генов Tgfbr1. Ученые включали и выключали их, чтобы посмотреть, что будет происходить с мышиным эмбрионом по мере его развития. В одном случае, после инактивации гена и последующего развития мыши примерно на полпути к рождению, исследователи обнаружили, что у нее шесть ног и отсутствуют наружные половые органы, и что дополнительные лапки растут там, где должна быть репродуктивная система. Когда они повторили процесс, то получили тот же результат — по шесть ног как у самцов, так и у самок.
Результат стал неожиданностью для исследовательской группы и изменил направление их работы, чтобы сосредоточиться на причинах такого результата. При более тщательном изучении они обнаружили, что рецепторные белки Tgfbr1 непосредственно участвуют в контроле развития определенных протоструктур, которые становятся конечностями или гениталиями, и они добились этого, изменив способ складывания ДНК в клетках, из которых состоят эти структуры.
«Наша работа раскрывает удивительную пластичность тканей, имеющую потенциальное значение для эволюции области задних конечностей/гениталий четвероногих позвоночных, и выявляет дополнительный механизм активности Tgfbr1, который также может способствовать контролю других физиологических или патологических процессов», — заключают авторы исследования.
Полученные результаты открывают новые возможности для исследований сигнальных путей Tgfbr1 и роли, которую они играют в развитии других частей тела. Исследователи подозревают, что они также могут играть определенную роль в развитии иммунной системы и, возможно, в способах метастазирования раковых клеток.