Происхождение клеток и индукционные взаимодействия в простых нервных системах
Происхождение клеток наиболее хорошо исследовано на примерах простых беспозвоночных, таких как пиявка, кузнечик , дрозофила и маленькая нематода Caenorhabditis elegans . В этих препаратах возможно проследить развитие каждой клетки и исследовать формирование таких характеристик, как свойства мембраны, трансмиттеры, рост аксонов и их ветвление. У С. elegans, которая содержит всего около 300 нейронов, эмбрион настолько маленький и прозрачный, что можно идентифицировать каждый нейрон и проследить его работу в микроскопе. Альтернативно можно провести маркирование отдельных клеток и определить типы клеток, которые из них получаются. Такого рода анализ, впервые предложенный Вайсблатом, Стентом и их коллегами для эмбрионов пиявки, включает в себя введение внутриклеточных маркеров, таких как флуоресцентный декстран или пероксидаза хрена (HPR) в отдельные клетки для исследования дальнейшего потомства на живом эмбрионе или после окраски эмбриона, что позволит увидеть клетки с ферментом. Можно провести сравнительные эксперименты, вводя комплементарные цепи ДНК или гены, кодирующие флуоресцентный белок, либо создавая трансгенных животных, экспрессирующих этот протеин.
Эксперименты подобного рода показывают, что у простых беспозвоночных вполне возможно воспроизвести определенную последовательность при делении и дифференцировке клеток. Используя луч лазера, можно вызвать гибель отдельных идентифицированных клеток, чтобы проследить, каким образом это повлияет на судьбу оставшихся клеток. В большинстве случаев выжившие клетки игнорируют потерю своего соседа, направление их развития определено автономно и зависит от того, к какой клеточной линии они принадлежат. У подобных клеток экспрессия генов определяется факторами, которые изначально находятся в их цитоплазмe или ядре и представляют собой независимые внутриклеточные сигналы. В других случаях, однако, потеря соседа может повлиять на судьбу выживших клеток.
Таким образом, даже у животных, у которых имеются жестко oпределенные паттерны деления клеток, их дальнейшее развитие может измениться в зависимости от индукционных взаимодействий.
