Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья посвящена концепции биологии развития. О концепции морфических полей Шелдрейка см. Руперт Шелдрейк .
А.Г. Гурвич проанализировал эмбриональное развитие морского ежа как векторное поле , как если бы распространение клеток в органы было вызвано предполагаемыми внешними силами.

В биологии развития начала двадцатого века морфогенетическое поле - это группа клеток, способных реагировать на дискретные, локализованные биохимические сигналы, ведущие к развитию определенных морфологических структур или органов . [1] [2] В пространственных и временных экстентах эмбрионального поля являются динамическими, так и в поле представляет собой совокупность взаимодействующих клетки, из которых формируется конкретный орган. [3] Как группа, клетки в данном морфогенетическом поле ограничены: таким образом, клетки в поле конечностейстанет тканью конечности, а те, что находятся в области сердца , станут тканью сердца. [4] Тем не менее, специфическое клеточное программирование отдельных клеток в поле является гибким: отдельная клетка в сердечном поле может быть перенаправлена ​​посредством передачи сигналов от клетки к клетке, чтобы заменить определенные поврежденные или отсутствующие клетки. [4] Имагинальные диски личинок насекомых являются примерами морфогенетических полей. [5]

Историческое развитие [ править ]

Концепция морфогенетического поля, фундаментальная в начале двадцатого века для изучения эмбриологического развития, была впервые введена в 1910 году Александром Г. Гурвичем . [6] Экспериментальная поддержка была предоставлена ​​экспериментами Росса Грэнвилла Харрисона по пересадке фрагментов эмбриона тритона в разные места. [7]

Харрисон смог идентифицировать «поля» клеток, производящих такие органы, как конечности, хвост и жабры, и показать, что эти поля могут быть фрагментированы или иметь добавленные недифференцированные клетки, и в результате все равно будет получена полная нормальная конечная структура. Таким образом, считалось, что это было «поле» клеток, а не отдельные клетки, которые были сформированы для последующего развития конкретных органов. Концепция месторождения была развита другом Харрисона Гансом Спеманном , а затем Полом Вайсом и другими. [3] Это понятие было похоже на значение термина энтелехия виталистов, таких как Ганс Адольф Эдуард Дриш (1867–1941).

Однако к 1930-м годам работы генетиков, особенно Томаса Ханта Моргана , показали важность хромосом и генов для контроля развития, а появление нового синтеза в эволюционной биологии уменьшило воспринимаемую важность гипотезы поля. Морган был особенно резким критиком полей, поскольку ген и поле воспринимались как конкуренты за признание в качестве основной единицы онтогенеза . [3] С открытием и картированием главных управляющих генов, таких как гомеобокс.гены превосходство генов казалось гарантированным. Но в конце двадцатого века концепция поля была «заново открыта» как полезная часть биологии развития. Было обнаружено, например, что разные мутации могут вызывать одни и те же пороки развития, предполагая, что мутации затрагивают комплекс структур как единое целое, единицу, которая может соответствовать области эмбриологии начала 20-го века.

Скотт Гилберт предположил, что морфогенетическое поле - это нечто среднее между генами и эволюцией. [3] То есть гены воздействуют на поля, которые затем воздействуют на развивающийся организм. [3] Джессика Болкер описала морфогенетические поля не просто как зарождающиеся структуры или органы, но как динамические сущности со своими собственными локализованными процессами развития, которые занимают центральное место в развивающейся области эволюционной биологии развития («evo-DevO»). [8] В 2005 году Шон Б. Кэрролли коллеги упоминают морфогенетические поля только как концепцию, предложенную ранними эмбриологами для объяснения открытия, что зачаток передних конечностей может быть трансплантирован и все же давать начало передним; они определяют «поле» просто как «дискретную область» в эмбрионе. [9]

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). Универсальные механизмы развития животных. в: Молекулярная биология клетки (4-е изд.). Гирлянда. ISBN 978-0-8153-3218-3.
  2. ↑ Jacobson AG, Sater AK (1 ноября 1988 г.). «Особенности эмбриональной индукции» . Развитие . 104 (3): 341–59. PMID 3076860 . 
  3. ^ a b c d e Гилберт С.Ф., Опиц Дж. М., Рафф Р. А. (1996). «Ресинтезирующая эволюционная биология и биология развития». Dev. Биол . 173 (2): 357–72. DOI : 10,1006 / dbio.1996.0032 . PMID 8605997 . 
  4. ^ а б Гилберт SF (2003). Биология развития (7-е изд.). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates. С. 65–6. ISBN 978-0-87893-258-0.
  5. ^ Альбертс B и др. (2002). Органогенез и формирование придатков. в: Молекулярная биология клетки (4-е изд.). Гирлянда. ISBN 978-0-8153-3218-3.
  6. ^ Белоусова, Л. (1997). «Жизнь Александра Г. Гурвича и его вклад в теорию морфогенетических полей» . Международный журнал биологии развития . 41 (6): 771–779.[ постоянная мертвая ссылка ] , с комментариями С.Ф. Гилберта и Дж. М. Оптиза.
  7. ^ де Робертис, EM; Morita, EA; Чо, KWY (1991). «Градиентные поля и гены гомеобокса» (PDF) . Развитие . 112 (3): 669–678. PMID 1682124 .  
  8. ^ Bolker, JA (2000). «Модульность в разработке и почему это важно для Evo-Devo» . Американский зоолог . 40 (5): 770–776. CiteSeerX 10.1.1.590.6792 . DOI : 10,1668 / 0003-1569 (2000) 040 [0770: MIDAWI] 2.0.CO; 2 . 
  9. ^ Кэрролл, Шон Б .; Гренье, Дженнифер К .; Уэтерби, Скотт Д. (2005). От ДНК к разнообразию: молекулярная генетика и эволюция дизайна животных (2-е изд.). Блэквелл. С. 20, 242. ISBN 978-1-4051-1950-4.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Дэвидсон EH (1 июля 1993 г.). «Поздний эмбриогенез: регуляторные схемы в морфогенетических полях» . Развитие . 118 (3): 665–90. PMID  7915668 .
  • Гилберт С.Ф. (2006). «Повторное открытие» морфогенных полей. В: DevBio: приложение к биологии развития, 8-е изд » . Sinauer Associates. Архивировано из оригинала на 2007-06-09 . Проверено 20 июля 2007 .

Внешние ссылки [ править ]

  • См. Модель морфогенетического поля и моделирование по адресу: Lahoz-Beltra, R., Selem Mojica, N., Perales-Gravan, C., Navarro, J., Marijuan, PC, 2008. К теории морфогенетического поля. [1]