Hox-гены играют решающую роль в разработке планов организма животных. Новое исследование показало, что у планарий эта группа генов также экспрессируется во взрослом возрасте и участвует в бесполом размножении. Плоский червь может отрастить утраченные части своего тела. Они даже могут размножаться, отрывая от себя кусочки и выращивая новое животное. Эта работа показала, что Hox-гены имеют решающее значение для процесса регенерации у планарий. Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications.
Хотя известно, что Hox-гены обеспечивают правильное формирование эмбрионов по оси «голова-хвост», их роль в планариях все еще оставалась загадочной, отметил ведущий автор исследования Кристофер Арнольд, доктор философии, который работает в лаборатории Алехандро Санчеса Альварадо, доктора философии, исследователя Медицинского института Говарда Хьюза и главного научного сотрудника Института медицинских исследований Стоуэрса.
Планарная модель, используемая лабораторией Санчеса Альварадо, бесполая и живет в постоянном состоянии взрослости. Hox-гены образуют сегменты в анатомии организмов, которые, как обнаружили исследователи, также встречаются у планарий. Считавшиеся несегментированными, когда планарии были зажаты между накладками, они распадались на равномерно расположенные части. Эти части были точно такими же, как те, которые отрывают от планариев, чтобы создать новое животное.
Эти наблюдения привели исследователей к гипотезе о том, что Hox-гены участвуют в бесполом размножении. Из тринадцати Hox-генов в их планарной модели было обнаружено, что пять необходимы для бесполого размножения. Например, если Hox3 был удален, то в результате планарии имели избыток сегментов от головы до хвоста, которые всегда пытались размножаться. Если ген post2b был удален, то как сегменты тела, так и бесполое размножение были полностью устранены.
“Мы обнаружили, что Hox-гены функционируют не только у взраслеющих животных, но и необходимы исключительно для деятельности взрослых животных, такой как бесполое размножение”, — сказал Арнольд. Исследование показало, что гены, которые считались генами эмбрионального развития, на самом деле могут играть другую, недооцененную роль во взрослой жизни и, возможно, в болезнях.
“Возможно, наше определение того, что делают эти гены, было слишком узким”, — сказал старший автор исследования Алехандро Санчес Альварадо. ”Возможно, есть еще много чего, что мы еще не обнаружили, и нам просто нужно поискать в нужном месте».
