Вчені побачили вивертання вольвоксу в 3D

Вчені з Кембриджу вперше отримали 3D-відео, що зафіксувало процес «вивертання» колонії вольвоксу в момент дозрівання. Цей процес виявився близьким процесу гаструляції у ембріонів багатьох тварин, що призводить до виникнення внутрішніх порожнин і диференціації тканин організму. Стаття буде опублікована сьогодні в журналі, а з коротким її змістом можна ознайомитися в прес-релізі на сайті університету.

Вольвокс - колоніальний організм, що належить відділу зелених водоростей, який знайомий більшості за шкільним курсом біології. Дочірні колонії вольвоксу утворюються прямо всередині материнських. На першому етапі дочірні колонії формується таким чином, що джгутики кожної клітини виявляються спрямовані всередину сфери. Потім відбувається низка процесів, що призводять до вивертання цієї сфери навиворіт, джгутиками назовні.

Для фіксації відео автори використовували метод флуоресцентної мікроскопії, який дозволив не тільки побачити сам процес, але і побудувати його тривимірну модель. В ході «вивертання» вольвокс спочатку приймає форму, схожу на гриб, вигинаючись всередину, а потім, після хрестоподібного розриву в «капелюшку» буквально вивертається назовні - все це відбувається протягом приблизно однієї години. Ці перетворення близькі до подій в ембріонах тварин, за винятком розриву.

Отримані дані дали вченим можливість створити механічну модель того, як відбувається процес «вивертання». Виявилося, що лише одночасне стиснення в одній з напівсфер колонії (що формує «ніжку» «гриба») і розтягнення в іншій можуть призвести до спостережуваної форми перехідного стану. За словами авторів, ця механічна модель може ідентифікувати, деформації яких клітин необхідні для гаструляції, а які викликані внутрішніми причинами, що дасть краще розуміння ембріонального розвитку.

Саме після вигинання багатоклітинного ембріона у форму, що нагадує чашу, відбувається формування внутрішніх порожнин тіла, необхідних для подальшого розвитку більшості організмів. З клітин, що потрапили до зовнішньої частини «чаші» формується ектодерма, внутрішньої - ендодерма, а мезодерма утворюється з клітин, що знаходяться між ними. Весь цей процес в цілому і називається гаструляцією.