Rambler's Top100
Лёгкая версия форума* Виртуальная клавиатура  English  
Molbiol.ru | О проекте | Справочник | Методы | Растворы | Расчёты | Литература | Орг.вопросы
Web | Фирмы | Coffee break | Картинки | Работы и услуги | Биржа труда | Междисциплинарный биологический онлайн-журналZbio-wiki

NG SEQUENCING · ЖИЗНЬ РАСТЕНИЙ · БИОХИМИЯ · ГОРОДСКИЕ КОМАРЫ · А.А.ЛЮБИЩЕВ · ЗООМУЗЕЙ


Темы за 24 часа  [ Вход* | Регистрация* ]  
   



Форум: 
 

Щёлкните, чтобы внести в Избранные Темы* Пальцы конечностей формируются в соответствии с алгоритмом Тьюринга

Кураторы темы:* xenopus
Операции: Хочу стать куратором* · Подписаться на тему* · Отправить страницу по e-mail · Версия для печати*
Внешний вид:* Схема · [ Стандартный ] · +Перв.сообщ.


 
Добавить сообщение в темуСоздать новую темуСоздать голосование
Участник оффлайн! xenopus
Постоянный участник
Moscow



 прочитанное сообщение 11.08.2014 00:03     Сообщение для модератора  Сообщение для куратора темы       Личное письмо  Отправить e-mail

картинка: In_Turing_s_hands_the_making_of_digits.pngМатематик Алан Тьюринг известен не только как взломщик знаменитого кода «энигма» во II мировую войну, но и как автор математических моделей эмбриональных процессов. В частности, т.н. модель реакции-диффузии вошла во все современные учебники эмбриологии. Эта модель хорошо описывает такие процессы, как пигментация кожи рыб или распределение волосяных фолликулов в эмбриогенезе. В замечательной статье в Science испанские исследователи применили модель реакции-диффузии к совсем другому эмбриональному процессу — формированию пальцев при развитии конечностей. Традиционно считалось, что разметкой конечности управляет в основном сигнальный каскад Shh (Sonic hedgehog). Однако со временем накопилось значительное количество фактов, свидетельствующих о том, что разметка пальцев контролируется не активностью Shh, а каким-то другим самоорганизующимся процессом.

Авторы рассматриваемой статьи обратили внимание на тот факт, что экспрессия в зачатках конечностей раннего скелетного маркера Sox9, в норме и при определенных экспериментальных воздействиях напоминает модель Тьюринга. Сам Sox9 является не только downstream-эффектором, но и активным участником сети Тьюринга — он влияет на активность сигнальных каскадов BMP, Wnt и FGF. При этом активность каскадов BMP и Wnt оказывается в пространственной противофазе с экспрессией Sox9. Исходя из экспериментальных данных, авторы разработали мат. модель, суть которой понятна из приводимого рисунка: BMP активирует экспрессию Sox9, Wnt ее подавляет, а сам Sox9 подавляет активность обоих каскадов, т.н. BSW, Bmp-Sox9-Wnt модель. Эта модель несколько сложнее, чем исходная модель реакции-диффузии (состоящая из двух компонентов - активатора и ингибитора). Модель BSW неплохо моделировала формирование полос Sox9 и Bmp/Wnt при искусственном культивировании клеточной массы, однако для большего приближения к реальному процессу эмбриогенеза авторам пришлось учесть модулирующее влияние гена Hoxd13 и каскада FGF. Итоговая компьютерная симуляция воспроизводила природный процесс с большой точностью. Кроме того, моделирование искусственных воздействий на систему было подтверждено экспериментально. Так, подавление Bmp приводило к исчезновению экспресии Sox9, подавление Wnt — к ее равномерному распределению, а подавление обоих каскадов — к увеличению «длины волны», т.е размеров пальцев, в точном соответствии с моделью.

Таким образом показано, что в разметке конечности участвуют два не зависимых друг от друга процесса (см. рис.). На более ранней стадии развития каскад Shh определяет передне-заднюю полярность конечности, а затем, в соответствии с вышеописанным механизмом, происходит разделение на отдельные пальцы. Zuniga and Zeller, к тому же, предполагают, что взаимодействие этих двух процессов (Shh регулирует экспрессию Hoxd13, а тот, вместе с FGF, влияет на BSW систему) привело к уменьшению числа пальцев в ходе эволюции тетрапод до 5.

Источники:
Сама статья в Science
Raspopovic et al. Modeling digits. Digit patterning is controlled by a Bmp-Sox9-Wnt Turing network modulated by morphogen gradients. Science. 2014 Aug 1;345(6196):566-70.

Science perspective
Zuniga and Zeller.In Turing's hands--the making of digits. Science. 2014 Aug 1;345(6196):516-7.

Картинка из Science perspective: Слева — ранний зачаток почки конечности; цветом показан градиент Shh, определяющий передне-заднюю ось формирующейся конечности. Внизу — трехузловая модель реакции-диффузии Тьюринга. Справа — пространственное распределение Bmp, Wnt и Sox9 в более позднем зачатке конечности. d1-d5 – пальцы с 1го по 5й, соответственно.


Всего благодарностей: 6Поблагодарили (6): Danse, Ig, haurhot, mart61, Vadim Sharov, Tokarev



Сообщение в колонке новостей: Наука: общая и молекулярная биологияСообщение в колонке новостей, раздел "Наука: общая и молекулярная биология"
18.08.2014 11:16
Участник оффлайн! blam25

Львов



 прочитанное сообщение 04.10.2014 20:22     Сообщение для модератора  Сообщение для куратора темы       Личное письмо  Отправить e-mail  Web-адрес
Цитировать Поместить сообщение в колонку новостей  URL #2 множественное цитирование

Что за алгоритм?

*




Кнопка "Транслит" перекодирует
текст из транслита в кирилицу.
Правила перекодировки здесь;
текст в квадратных скобках'[]'
не преобразуется.
Имя:

 преобразовывать смайлики · показать смайлики
Назначение кнопок:

   Поблагодарить автора сообщения — поблагодарить автора
   Удалить сообщение — удалить
   Редактировать сообщение — редактировать
   Поместить сообщение в колонку новостей — поместить в колонку новостей
   Цитировать — цитировать сообщение
   не входит в цитирование/входит в цитирование — цитировать несколько
   Отметить СПАМ-сообщение — обозначить спам
   Сообщение для модератора — связь с модератором
   Участник онлайн!/Участник оффлайн! — автор онлайн/оффлайн
   Фотография — фотография автора

   - остальные обозначения -
 
   *
« Предыдущая тема · Колонка новостей · Следующая тема »
Быстрый ответДобавить сообщение в темуСоздать новую тему

Rambler   molbiol.ru - методы, информация и программы для молекулярных биологов              

 ·  Викимарт - все интернет-магазины в одном месте  ·  Доска объявлений Board.com.ua  · 
--- сервер арендован в компании Hetzner Online, Германия ---
--- администрирование сервера: Intervipnet ---

Хеликон · Диаэм · ИнтерЛабСервис · Beckman Coulter · SkyGen · ОПТЭК · BIOCAD · Евроген · Синтол · БиоЛайн · Sartorius · Химэксперт · СибЭнзим · Tecan · Даниес · НПП "ТРИС" · Биалекса · ФизЛабПрибор · Genotek · АТГ Сервис Ген · Биоген-Аналитика
Ваш форум  ·  redactor@molbiol.ru  ·  реклама  ·  Дата и время: 18.12.17 06:27
Bridged By IpbWiki: Integration Of Invision Power Board and MediaWiki © GlobalSoft