Одноглазая овца – фундаментальные науки

Россана Солетти

Любопытный случай помогает нам ответить, почему у нас два глаза

*

В детской книге «Мы все выдающиеся» североамериканского Р. Дж. Паласио рассказывается история маленького мальчика с глазом, который живет как обычный мальчик, но с удивленными взглядами и указательными пальцами. Он знает, что не может изменить свое лицо, но считает, что люди могут изменить то, как они его видят. После прочтения моя семилетняя дочь спросила меня: «Если мальчик потрясающий, и все мы потрясающие, то почему мы родились с двумя глазами?»

Вопрос может быть простым, но ответ несколько сложен. Я начал с того, что рассказал ему другую историю.

В 1950-х годах на ферме в глубине Соединенных Штатов люди были удивлены появлением на свет одноглазой овцы. Тайна овцы циклопа привлекла много внимания и спекуляций, особенно после появления других подобных пометов на соседних фермах. Чтобы разгадать эту загадку, были вызваны ученые из Минсельхоза, но никто не предполагал, что на это потребуется столько лет исследований.

Первая гипотеза заключалась в том, что изменения были вызваны генетическим заболеванием, но после серии скрещиваний, проведенных в лаборатории, ничего не произошло: все овцы родились с двумя глазами и типичным лицом этого вида. Затем исследователи заметили, что рождение овцематок-циклопов происходило по сезонной схеме, в дополнение к тому, что рождение ограничивалось стадами, которые паслись на больших высотах.

Именно здесь родилась гипотеза о том, что фактор окружающей среды может вмешиваться в вынашивание этих животных. Конечно, выявление этого фактора не произошло в одночасье. Примерно через десять лет и после многих анализов ответ наконец пришел: овцы ели травянистое растение, произрастающее в этом регионе, которое вызывало деформации головы плода, если оно было проглочено в первые недели беременности.

Вот и разгадана загадка: достаточно убрать растение с пастбищ, и бараны циклопы больше не родятся. Но, как и дети, ученые всегда хотят знать, почему: почему употребление этого растения привело к рождению одноглазой овцы? Было еще несколько лет исследований, пока не было выделено и охарактеризовано химические составляющие растения, и был установлен виновник, названный циклопамином.

И только через три десятилетия после того, как другая часть головоломки была разгадана, и все стало становиться на свои места: исследователи заметили, что для правильного развития мозга, глаз и других структур перед лицом животных (включая людей) эмбриональным клеткам необходимо в нужное время получать информацию о белках, которые действуют как сигнальные проводники на пути, называемом Hedgehog, или Hh. Когда эмбрион все еще намного меньше рисового зерна, сигналы пути Hh воздействуют на клетки в середине лица, инструктируя их мигрировать вбок, размножаться и создавать два поля зрения. Если этот путь заблокирован, может возникнуть несколько пороков развития мозга и лица, например циклопия. А кто может перекрыть дорогу Хх? Эврика – это циклопамин!

Столько десятилетий исследований и открытий дали нам понимание, выходящее за рамки процессов, необходимых для формирования глаз и лиц овец, крыс или людей. Понимание того, как клетки общаются, также помогает нам подумать о методах лечения, чтобы исправить клетки с ошибками передачи сигналов. Сегодня мы знаем, что в некоторых опухолевых клетках путь Hh может быть сверхактивен, и поэтому ингибиторы этого пути, подобные циклопамину, уже используются для лечения одного типа рака кожи и в настоящее время проходят испытания для нескольких других типов рака. . .

Как и в художественной литературе для мальчиков, которая одним глазом показывает нам красоту разнообразия, создание научного знания может вести нас по необычным путям.

*

Россана Солетти – профессор UFRGS Litoral и занимается в основном онкобиологией, морфологией и научным распространением.

Мы знаем, что дети задают самые лучшие вопросы и что наука может дать им правильные ответы. Каждый месяц серия «Вопросы для детей, ответы на вопросы науки» предлагает ученым ответить на один из этих фундаментальных вопросов. У вас есть предложение по вопросу или повестка дня для блога? Узнайте, как сотрудничать здесь.

Back to top button