Ученые выяснили, почему раковины улиток закручиваются вправо или влево

Ученые из Ноттингемского университета и Университета Тохоку раскрыла генетический механизм, определяющий направление закручивания раковины у японских улиток рода Euhadra. Ученые нашли конкретный участок ДНК, делающий моллюска зеркальной копией сородичей. Это открытие приближает науку к разгадке фундаментального вопроса: как формируется асимметрия тела у животных и человека. Исследование вышло в журнале Current Biology.

Направление закручивания раковины зависит от естественных вариаций в гене, кодирующем белок миозин. Этот компонент клеточного скелета играет ключевую роль в переносе веществ внутри клетки, движении клеток и изменении их пространственной формы.

Авторы работы выяснили, что минимальные точечные изменения в миозине меняют вектор смещения клеток на самых ранних стадиях дробления зародыша. В зависимости от структуры белка клетки эмбриона закручиваются либо по часовой стрелке, либо против нее. Этот первичный импульс предопределяет дальнейшую пространственную организацию взрослого моллюска и взаимное расположение всех его внутренних органов.

«Хиральность базовых строительных блоков жизни приводит к тому, что тела организмов сами приобретают выраженную асимметрию, — поясняет руководитель исследования профессор Ангус Дэвисон. — Именно поэтому наше сердце расположено слева, а раковины улиток обычно закручены вправо. До сих пор мы не знали, как возникают здоровые зеркальные формы. Оказалось, небольшие мутации в гене миозина создают полноценных, жизнеспособных левозакрученных особей».

В животном мире зеркальное смещение органов — явление исключительное и почти всегда связанное с серьезными патологиями эмбрионального развития. Например, у прудовиков подобная мутация вызывает тяжелые системные сбои. Напротив, обе формы японской улитки развиваются абсолютно нормально, а «леворукая» вариация даже несет на себе следы древнего естественного отбора.

Обычно зеркальные улитки не способны спариваться из-за противоположного расположения половых органов. Разгадать механизм помогла экспедиция в изолированную долину в горах Японии, где левые и правые формы веками сосуществуют, скрещиваются и свободно обмениваются генетическим материалом.

Понимание того, как молекулы с одинаковой хиральностью формируют зеркально противоположные организмы, поможет выяснить, почему эволюция закрепила асимметрию у большинства животных и какие молекулярные каскады защищают человека от аномалий развития.

Асимметрия органов нашего тела заложена на молекулярном уровне — ученые

Ученые рассказали, как узнать левша ваша собака или правша

Почему правшей больше, чем левшей: новая гипотеза

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX