11. AZ EGYEDFEJL DÉS GENE- TIKAI SZABÁLYOZÁSA.

Az egyedfejl dés genetikai szabályozása 88
(3) Differenciáció a dorzális-ventrális irányban
A fels -alsó (tenyér-kézfej, lábfej-talp) irányú differenciációt
az az ektoderma határozza meg, amely a
végtagkezdemény dorzális felszínét borítja. Két alsó
felszíne képz dik annak a végtagnak, amely
kezdeményér l eltávolítják a fels epidermisz réteget, és
két fels felszíne képz dik annak a végtagnak, amely
kezdeményében a ventrális epidermiszt dorzálisra
cserélik.
A fels -alsó irányú differenciáció kulcsfontosságú
tényez je a Wnt-7 jel fehérje (11.21. ábra): azok a
géncserés egereknek, amelyek a Wnt-7 gén
funkcióvesztéses típusú mutáns alléljaira homozigóták, a
kézfejük helyett is tenyerük képz dik. (A Wnt
fehérje család tagjai a sejtek közötti jeltovábbítás
alighanem leg sibb eszközei. A Wnt fehérjéket azok a
gének kódolják, amelyek nevüket a Drosophila wingless
szegment polaritás génjér l és annak humán integrated
nev homológjáról kapták. 11.1. táblázat)
Dorzális
Ventrális
Wnt-7
en-1
Lmx-1
11.21. ábra. A végtagkezdemény fels -alsó irányú
differenciációját szabályozó fehérjék.
.
A Wnt-7 fehérje az Lmx1 gént aktiválja a dozális
epidermisz alatti mezodermális sejtekben. Az Lmx-1
fehérje egy olyan transzkripciós faktor, amely a
végtagkezdemény sejtek fels -alsó irányú
differenciációját szabályozza. A Lmx1 gén funkcióvesztéses
alléljaira homozigóta emberek az ún. körömpatella
szindrómát mutatják: végtagjaik dorzális sejtjei
ventrálisként viselkednek, ami miatt nem képz dnek
körmeik és térdkalácsaik (11.22 ábra).
Lényegében tehát ismertek azok a molekulák, amelyek
meghatározzák a végtagkezdemény sejtek azonosságát,
sorsát. A végtagkezdemény végeiben a BMP fehérjék
hatására sejtek csoportjai pusztulnak el apoptózissal ,
hogy szomszédságukban ujjak képz djenek. (A BMP -
bone morphogenetic proteins fehérjék arról a
tulajdonságukról kapták nevüket, hogy csontképz dést
is képesek indukálni. Kés bb kiderült, hogy a BMP
fehérjéknek más funkcióik is vannak: a sejtosztódás
szabályozása, apoptózis, sejtvándorlás és sejtdifferenciáció.)
A BMP fehérjéknek pl. szerepe van abban a
sejthalálban, amely nyomán a sing- és az orsócsont
képz dik.
11.22. ábra. A köröm-patella szindrómás embereknek
végtagkezdeményeiben - a Lmx1 gén mutációi miatt -
elmarad a sejtek differenciációja a fels -alsó irány
mentén, ami miatt nem fejl dnek körmeik és
térdkalácsaik.
ÖSSZEFOGLALÁS
Bár az ivaros szaporodás nyomán képz d él lények
élete a megtermékenyüléssel kezd dik, az egyedfejl dés
feltételei már az ivarsejtek képz dése folyamán
megteremt dnek: (i) az anyai hatás tényez i alapvet
fontosságúak az embrionális sejtek fejl dési
programjának meghatározásában, (ii) a kromoszóma
imprinting pedig el re programozza sok gén
expresszióját. A sejtek fejl dési potenciálja fokozatosan
bontakozik ki a sejtek differenciációja folyamán. A
sejtek közötti kölcsönhatás alapvet fontosságú a sejtek
fejl dési programjának meghatározásában. A testszervez
dést befolyásoló Drosophila mutációk alapján derült
fény a szelvényezettség molekuláris és evolúciós
vonatkozásaira. A géncserés egerekkel kapcsolatos
mutáns fenotípus alapján megértettük néhány fejl dési
rendellenesség genetikai alapjait. Bizonyos, hogy
bármely soksejt él lény testének kialakulása olyan
szövevényes génaktivitás-mintázat nyomán képz dik,
amelynek ma már ismerjük néhány mozzanatát. Az itt
leírtak természetesen csak rövid bepillantást nyújtanak a
fejl désbiológia egyik gyorsan fejl d ágába.
FORRÁSOK
1. Griffiths, A.J.F. és mtsi., Genetic analysis, 415-451,
2008.
2. Sadava, D. és mtsi., Life the Science of Biology,
426-461, 921-933, 2007.
3. Kenyon, K.L. Patterning the anterior-posterior axis
during Drosophila embryogenesis. In: Principles of
Developmental Genetics (Moody, S.A. ed), 173-
200, 2007.
4. Yang, Y, Formation of vertebrate limbs. In:
Principles of Developmental Genetics (Moody, S.A.
ed), 847-865, 2007.
5. Lodish, és mtsi., Molecular Cell Biology, 950-998,
2007.
6. Gilbert, S.F. Developmental Biology, 263-303, 305-
342, 523-546, 2003.