Животные развивающие: Книга: «Дикие животные. Развивающие наклейки». Купить книгу, читать рецензии | ISBN 978-5-907093-44-7

Дикие Животные – Развивающие игры для малышей

Описание

Дикие Животные входит  в Топ-10 Oбразовательных детских игр на Apple App Store в России и более 70-ти странах.
Дикие Животные — многоязычное приложение для малышей и дошкольников.

В образовательную игру включены:  Рисование и Раскраска, Игры на внимание и память, а также голоса животных. Дети смогут послушать произношение и выучить названия животных более чем на 15-ти языках.

Навигация проста, это позволит Вашему ребенку весело провести время, узнавая много интересного.

Содержание:

Рисование и Раскрашивание
● 15 изображений и более 50 цветов
● 2 инструмента для работы: Ведерко — для рисования касанием и Карандаш — для  рисования пальчиками
● Пустая страница — для создания собственной картины
● Резинка  поможет возвратиться на 5 шагов назад и исправить ошибки
● Функция для быстрого сохранения фото в Вашем альбоме

Soundboard
● Анимированный Soundboard для маленьких ди-джеев с реальными звуками животных

Названия Животных
● 15 анимированных персонажей
● 15 настоящих звуков животных
● Дети узнают названия животных более чем на 15 языках

Игра Памяти
● 15 животных спрятались и ждут Вашего ребенка для увлекательной детской игры

Если Вам понравились «Дикие Животные», ищите вторую игру из нашей серии для малышей — «Веселая Ферма».

31 мар. 2016 г.

Версия 3.6

Приложение было обновлено компанией Apple, чтобы в нем отображался значок приложения Apple Watch.

minor fixes

Оценки и отзывы

Оценок: 2

4

Хотелось бы больше анимированных животных. Ребенку 8 мес, интересуется. Программа хорошая

Привет!
Большое спасибо за хорошие слова! Всегда рады услышать что наша игра вашим детям нравится. Отзывы как ваши осмысливают нашу работу! Для любознательных детей предлагаем нашу другую игру из этой серии — Веселая ферма.
Желаем вам всего хорошего!

А ведь деньги берете!

Один вопрос-где звук?

Здравствуйте!
Очень жаль что у вас обнаружился проблем с звуком.
К сожалению разрешение вашего проблема не в наших руках. Apple предлагает советы для устранения неполадок со звуком:
https://support.apple.com/ru-ru/HT203794

Надеемся что вы быстро сумели восстановить звук.
Извините наш опоздальй ответ! Несколько дней тому назад Апстор дал разработчикам приложений возможность отвечать на ваши отзывы. Что мы сделали сразу.

Всего наилучшего!

Дикие животные

Очень понравилось приложение. Ребенок с полгода и до года с удовольствием смотрит развивающие карточки. Пожелание :добавить растения, птиц, предметы, машины. От некоторых животных даже плакал( от совы и дельфина). До раскраски мы еще не дошли. Но все еще впереди. Удачи разработчикам.

Спасибо большое, Николай!
Очень рады что наша игра вашему ребенку так понравилась! Посмотрите на нашые новые игры, они ребенку теперь как раз.

Извините наш запоздалый ответ! Несколько дней тому назад Апстор дал разработчикам приложений возможность отвечать на отзывы. Что мы сделали сразу. Опять большое спасибо!
Всего наилучшего вам и вашей семье!

Разработчик Brave Tomatoes указал, что в соответствии с политикой конфиденциальности приложения данные могут обрабатываться так, как описано ниже. Подробные сведения доступны в политике конфиденциальности разработчика.

Сбор данных не ведется

Разработчик не ведет сбор данных в этом приложении.

Конфиденциальные данные могут использоваться по-разному в зависимости от вашего возраста, задействованных функций или других факторов. Подробнее

Информация

Провайдер

Brave Tomatoes Ltd.

Размер

23,1 МБ

Категория

Игры

Возраст

4+, для детей 0–5 лет

Copyright

© Brave Tomatoes

Цена

379,00 ₽

• Сайт разработчика
• Поддержка приложения
• Политика конфиденциальности

Поддерживается

Другие приложения этого разработчика

Вам может понравиться

Бусы-шнуровка Животные (40 эл.

) Развивающие деревянные игрушки Чики Рики: Бусы-шнуровка Животные (40 эл.) Развивающие деревянные игрушки

Чики Рики

Выбор клуба: акция недели 🏆

Crockid. Одежда для детей 0-11 лет

Открыть акцию

Чики Рики

Ваш заказ №100500 отправлен

Доступен трек-номер для отслеживания

Открыть Мои заказы

Чики Рики

Вам начислен кешбэк

Теперь на бонусном счете 315 р.

Открыть Мои деньги

Иногда мы присылаем персональные уведомления о заказах и самых важных акциях в Чики Рики

search

Топ-акции

KazanovA

Fissman

Catarina Nova

Fissman

Fissman

Этель

Marc & André

Conso

Walmer

Tair Grand

Чайная пауза

Didriksons

Vilatte

Обувь

во всех акциях

Джемперы

во всех акциях

Платья

во всех акциях

Штаны

во всех акциях

Брюки

во всех акциях

Комплекты постельного белья

во всех акциях

Ботинки

во всех акциях

Нижнее белье

во всех акциях

Куртки

во всех акциях

Костюмы

во всех акциях

Комбинезоны

во всех акциях

Блузки

во всех акциях

Пальто

во всех акциях

Шапки

во всех акциях

Юбки

во всех акциях

Сумки

во всех акциях

Бюстгальтеры

во всех акциях

Свитеры

во всех акциях

Футболки

во всех акциях

Кружки

во всех акциях

close Нажмите, чтобы получить доступ к распродажам и клубным ценам

arrow_back_ios

Сначала выберите размер:

Вы всегда сможете видеть специальные цены для участников клуба

Отправка заказа

из Москвы

Условия navigate_next

Код товара

11-00203914

Об изделии

Бусы-шнуровка — незаменимая игрушка для развития мелкой моторики. Набор станет для ребенка не только любимой игрушкой, но и поможет ему изучить цвета, формы, развить воображение, научиться считать. Удобная прозрачная упаковка позволит ребенку сложить детали после игры

Страна производства

Китай

Торговая марка

Развивающие деревянные игрушки, Россия

141 оценкаnavigate_next

Размер, см

9x8x5

Материал

Натуральное дерево, окрашенное

Возраст

3+

Возврат

Можно вернуть в течение 14 дней без объяснения причины при сохранении товарного вида, этикеток и оригинальной упаковки.

Условия navigate_next

Отзывы о заказах с этим товаром

sentiment_very_satisfied

Полина Тарханова

4 года

Бусы очень понравились,по качеству претензий нет но одного элемента не хватало но это не так критично)

ещё

navigate_next

sentiment_very_satisfied

Елена Алятина

4 года

Все наборы которые я заказала хорошего качества. Я довольна.

ещё

navigate_next

timerАкция

Отправка заказа

Дизайн, цвет

Об изделии

Состав

Торговая марка

Страна производства

Возврат

Условия navigate_next

arrow_left

arrow_right

Развивающие игрушки из дерева от российской компании «Анданте»

Развивающие игрушки из дерева от российской компании «Анданте».

Эта акция уже закончилась. Нажмите кнопку «Отметить», чтобы не пропустить её в следующий раз.

forum 141 мнение о бренде Развивающие деревянные игрушки forum 75 мнений о бренде Русские Деревянные Игрушки

Выгода до

35%

Dan&Dani. Детские и подростковые головные уборы

Продукция российского бренда Dan&Dani зарекомендовала себя в качестве образца стиля и отменного качества. Все изделия изготовлены из отборного натурального сырья в сочетании с качественным гипоаллергенным полиамидом.

Выгода до

65%

Remix. Женская одежда

Remix существует на российском рынке более 10 лет. За это время компания прошла путь от производства небольших серий льняного трикотажа до полного цикла разработки сезонных коллекций европейского уровня.

Выгода до

85%

Vemina Сity. Женская одежда

Дом Моды Vemina основан в 1991 году и регулярно принимает участие в показах на Moscow Fashion Week с коллекциями женской одежды прет-а-порте Lisa Romanyuk/Vemina. В 2005 году компания открыла новую линию одежды Vemina Сity, доступную для широкого круга покупателей.

Выгода до

30%

Eldan Сosmetics. Профессиональная косметика для ухода за лицом и телом

Косметическая линия Eldan производится в Италии более 30 лет. Это элитная высококачественная продукция для профессионального эстетического ухода за лицом и телом.

Посмотреть все акции

список оригинальных и недорогих подарков на день рождения

Психологи отмечают, что именно в это время проявляется личность ребенка. Малышка стремится к самостоятельности, иногда становится капризной и неуправляемой. Она открыто говорит, чего ей хочется, но ее желания постоянно меняются. Как угадать с презентом? Рассмотрим идеи необычных подарков девочке на 3 года.

Топ-9 лучших идей подарков девочке на 3 года

Развивающие игрушки

Фото: pixabay.com

Для ребенка в этом возрасте важный способ познания мира — это игра. Именно в процессе игры малышка учится. Отличным вариантом для подарка станут развивающие игрушки. Они помогают выработать мелкую моторику, координацию и ловкость девочки, ее речь и творческое мышление. Можно подобрать варианты в разной ценовой категории.

1. Интерактивный питомец

Обратите внимание на интерактивного питомца. У такой игрушки обычно подвижные лапки и язычок, они издают звуки и реагируют на прикосновения. Щенок или котенок научит девочку ответственности и заботе.

2. Кукольный домик

Развить мелкую моторику поможет и конструктор. Малышка с удовольствием будет собирать кукольный домик или замок принцессы. Только будьте внимательны: детали конструктора для трехлетней девочки должны быть крупными, чтобы она не могла их проглотить.

Наборы для детского творчества

Фото: pixabay.com

В три года малышка активно проявляет себя, в том числе и в творчестве. Она пробует создавать новую реальность и проявлять фантазию. Поддержите ее в этом, присмотритесь к наборам для аппликаций, тесту для лепки или музыкальным инструментам.

3.

Проектор для рисования

Отличной альтернативой привычных раскрасок станет проектор для рисования. Он представляет столик со световой стойкой, которая транслирует на поверхность рисунок. Этот шаблон ребенок может обвести и раскрасить. Иногда стойка выполнена в виде животного, это особенно порадует девочку.

4. Музыкальный коврик

Также не забудьте про музыкальное развитие ребенка. Музыкальный коврик поможет малышке весело провести время, а также станет помощником в развитии памяти, внимания и обучении различным цветам и звукам. Можно встретить разнообразные модели: танцевальные, с игрой в «классики», звуками животных.

Как у взрослых

Фото: shutterstock.com

Девочка смотрит на родителей и берет с них пример. Конечно же, ей хочется и самой поучаствовать, например, в процессе приготовления пищи или примерке маминых украшений. Почему бы не оборудовать детский игровой уголок игрушечной плиткой и посудой? А может, она хочет туалетный столик «как у мамы»? Обратите внимание на игрушечные модели привычных нам предметов.

5. Детский ноутбук

Детский ноутбук не только позволит малышке поиграть во взрослую, но и поможет выучить цифры, буквы и основы музыкального направления. Он даст вашей девочке навыки мелкой моторики рук, начальные знания печати на электронном устройстве, логическое мышление и умение пользоваться компьютерной техникой.

Книги

Фото: pixabay.com

В три года девочка проявляет больший интерес к книгам, ее уже привлекают не только яркие картинки: многие учат буквы и пытаются читать. Загляните в книжный магазин.

6. Интерактивная книга

Помимо традиционных книг с картинками можно выбрать интерактивную говорящую книгу. Особенно это будет актуально для родителей, которые хотят с раннего возраста обучать ребенка иностранным языкам.

Куклы и мягкие игрушки

Фото: pixabay.com

И, конечно же, нельзя обойти вниманием классику: кукол. Их ассортимент поистине огромен. Обратите внимание на персонажей любимых мультфильмов. Может быть, малышка любит мультфильм «My little pony» и мечтает об игрушке с героем оттуда?

7.

Пупс

В возрасте трех лет девочки часто копируют в своей игре те бытовые ситуации, которые окружают их в семье, не случайно так популярна игра в «дочки-матери». Учтите это при выборе. Присмотритесь к интерактивной кукле, которая ведет себя как настоящий младенец, пьет из бутылочки и ходит на горшок. Аксессуары также придутся как нельзя кстати.

Меховые игрушки не рекомендуют дарить совсем маленьким детям, но порадовать ими трехлетнюю девочку уже можно. Плюшевый мишка или заяц станет любимым компаньоном для игр, а еще его можно брать с собой.

На что стоит обратить внимание при выборе игрушки

Материал. Игрушки для ребенка должны быть изготовлены только из безопасных материалов, не содержащих токсинов и не вызывающих аллергию. Внимательно ознакомьтесь с информацией на упаковке. Кстати, вещей из натурального меха и древесной коры стоит избегать. Игрушки необходимо регулярно мыть, поэтому материал должен легко чиститься.

Форма. Избегайте игрушек с острыми углами, о которые кроха может пораниться.

Детали. Игрушка ни в коем случае не должна иметь мелкие детали, которые малышка может проглотить.

Цвет. Отдайте предпочтение натуральным цветам. Так ребенок будет получать не искаженные представления об окружающем мире. К тому же «кислотные» оттенки могут напугать и содержать опасные красители.

Спортивный инвентарь

Фото: pixabay.com

Трехлетние дети очень активны, и спортивные подарки всегда будут востребованы. И здесь не стоит ограничиваться мячом для игр во дворе. Три года — отличный возраст, чтобы освоить «транспортное средство».

8. Самокат

В последнее время большой популярностью пользуются самокаты. Лучше остановить внимание на трехколесном, он более устойчив. В магазинах можно встретить варианты со светящимися колесами, с корзиной для игрушек и даже с сиденьем.

9. Беговел

Никогда не выйдут из моды велосипеды. А, может быть, вы остановите внимание на беговеле? Он выглядит как двухколесный велосипед, но без педалей.

Необычным, но недешевым подарком станет электромобиль.

Оригинальные идеи подарков девочке на 3 года

1. Набор расчесок в виде ракушек
2. Магнитный пазл 
3. Игровой набор детской посуды для пикника
4. Фрисби или летающая тарелка
5. Наклейки световые
6. Набор сухих красок 
7. Замок принцессы
8. Тренажер для прыжков
9. Пляжная сумка для маленькой модницы
10. Безопасные маркеры 
11. Столик со стулом 
12. Игровой набор ветеринара 
13. Прыгун
14. Восковые мелки 
15. Надувной батут
16. Детское постельное белье
17. Игровой набор супермаркет с тележкой
18. Сухой бассейн
19. Игровая палатка
20. Звездный проектор
21. Набор мелков для рисования
22. Игровой набор стилист
23. Детские трафареты
24. Формочки и лопатки для песочницы
25. Одинаковая одежда для мамы и дочки
26. Интерактивный набор супермаркет
27. Сенсорные шарики
28. Бизиборд
29. Подушка с принцессами
30. Набор для исследований с микроскопом
31. Детский ночник
32. Космический песок с формочками и надувной песочницей
33. Игровая зона
34. Домашний кукольный театр
35. Развивающие деревянные пазлы
36. Подвесные качели 
37. Успокаивающая игрушка для сна
38. Детский пылесос
39. Садовая палатка-лабиринт
40. Набор для пускания мыльных пузырей
41. Паровозик-строитель домино
42. Водный пистолет
43. Набор доктора
44. Картонный дом-раскраска
45. Большой калейдоскоп
46. Надувные нарукавники и жилет
47. Розовый электромобиль
48. Каталка с ручкой
49. Мягкое велосипедное сиденье
50. Садовая детская горка
51. Пистолет-леденец
52. Набор для аквагрима
53. Теплое одеяльце
54. Чудо-чемоданчик
55. Танцующая игрушка
56. Микрофон-караоке
57. Кигуруми
58. Туалетный столик принцессы
59. Праздничное платье
60. Вигвам с теплым ковриком
61. Складной детский столик для автокресла
62. Заводная робот-рыбка для купания
63. Полотенце-пончо
64. Комбинезон
65. Косметический набор для девочки
66. Русалка с заводным механизмом для купания
67. Пенал с карандашами 
68. Светящиеся кроссовки
69. Коляска для кукол
70. Детский чемодан
71. Набор махровых полотенец
72. Кинетический песок
73. Детская зубная щетка
74. Поилка-непроливайка
75. Коврик-лабиринт
76. Каталка-качалка
77. Санки
78. Масса для лепки
79. Автокресло
80. Небьющаяся посуда
81. Сортер
82. Резиновые игрушки для ванны
83. Ростомер
84. Дождевик
85. Кукольный домик с мебелью
86. Детская швейная машинка
87. Заводная фея
88. Украшения для волос
89. Детский уличный шатер
90. Яркий зонт
91. Детский боулинг
92. Мячик с ушками
93. Воздушный змей
94. Раскраска с крупным рисунком
95. Корона для принцессы
96. Резиновые сапожки с принтом
97. Электронный термометр воды и воздуха
98. Детский матрас
99. Украшения для садовых качелей
100. Гамак
101. Мягкий пуфик
102. Ингалятор в виде игрушки
103. Снегокат
104. Коврик-пазл
105. Детский маникюрный набор
106. Набор игрушечной посудки
107. Пластилин
108. Свисток на шнурке
109. Игрушка-шнуровка
110. Рюкзачок в виде микки мауса
111. Очиститель воздуха
112. Повседневная одежда
113. Бижутерия для самых маленьких
114. Набор ярких панамок или платков для головы
115. Звуковой плакат
116. Вязаная шапка и снуд
117. Мягкие кубики
118. Утюжок с гладильной доской
119. Сквиш
120. Комфортер 
121. Спортивный костюм
122. Безопасные ножницы для творчества 
123. Набор мебели для кукол
124. Поход в аквапарк или цирк
125. Домашние тапочки в виде лапок
126. Набор овощей и фруктов на липучке
127. Скакалка
128. Пижама
129. Набор футболок
130. Фотоподушка 
131. Парфюм для юной леди
132. Солнечные очки
133. Велосипед
134. Несложную настольную игру по возрасту
135. Ролики с защитой
136. Разноцветный мяч
137. Сачок 
138. Мягкий обруч
139. Туфельки или сандалии
140. Бадминтон
141. Органайзер подвесной для игрушек
142. Наручные часики
143. Купальный комплект для девочки
144. Наклейки-переводилки
145. Музыкальная юла
146. Кофта-трансформер
147. Детский фартук

Как выбрать подарок девочке на 3 года

• Угадать с подарком трехлетней девочке, которая уже проявляет характер и упрямство, бывает трудно. Поинтересуйтесь у родителей, чем она больше любит заниматься, какие мультфильмы смотрит, а также какие игрушки и предметы уже есть.
• Игра — важная часть жизни девочки в этом возрасте. Обратите внимание на ассортимент развивающих игрушек.
• Сертификат в магазин или конверт с деньгами, конечно, удобный подарок, но обрадует он, скорее, родителей, а сама именинница еще не понимает ценность денег. Если вы хотите подарить деньги или сертификат, приложите к ним небольшой символический презент.

Развивающиеся животные — University of Minnesota Press

2010

•

Автор:

Мэтью Брауэр

Как появление фотографии дикой природы изменило наши представления о животных

Развитие животных возвращает нас в то время, когда американцы начали фотографировать царство животных, исследуя, как фотография изменила наше восприятие животных. Сочетая подходы в исследованиях визуальной культуры и истории фотографии, Мэтью Брауэр утверждает, что фотография была важна не только для понимания дикой природы, но и для концептуального разделения людей и животных.

Стремясь углубить наше понимание представлений о животных, Мэтью Брауэр ставит совершенно правильный вопрос, задавая вопрос не о том, почему мы смотрим на животных, а о том, как мы на них смотрим. Переосмысливая обильные и разнообразные образы «животных в природе» в ранней американской фотографии, он умело показывает, насколько избирательной стала риторика и видение фотографии дикой природы. Развитие животных окажет реальное влияние на современные дебаты о репрезентации животных.

—

Стив Бейкер, автор книги «Изображая чудовище ».

Метки

Искусство и перформанс, американские исследования, Теория и философия, Животные и общество, Культура и общество, фотография, Визуальная культура

Изображения животных теперь повсеместно распространены, но возможность запечатлеть животных на пленку была серьезной проблемой в раннюю эру фотографии. В Развитие животных, Мэтью Брауэр возвращает нас к тому времени, когда американцы начали фотографировать царство животных, в начале двадцатого века, момент, когда фотография стала средством массовой информации, а фотография дикой природы — все более популярным жанром.

Развитие животных убедительно исследует, как фотография изменила наше восприятие животных. Брауэр анализирует, как фотографы создавали новые представления о животных по мере того, как они переходили от съемки таксидермических образцов в так называемых естественных условиях к появлению таких практик, как охота с помощью камеры, которая позволяла делать снимки существ в дикой природе.

Объединяя подходы в исследованиях визуальной культуры и истории фотографии, Развитие животных идет еще дальше, утверждая, что фотография была важна не только для понимания дикой природы, но и для концептуального разделения людей и животных.

Бумажный ISBN за 25 долларов США 978-0-8166-5479-6
Ткань ISBN за 75 долларов США 978-0-8166-5478-9
280 страниц, 42 ч/б фотографии, 6 x 9, 2011 г.

Мэтью Брауэр — куратор Центра искусств Университета Торонто и преподаватель музейного дела на факультете информации Университета Торонто.

Стремясь углубить наше понимание представлений о животных, Мэтью Брауэр ставит совершенно правильный вопрос, задавая вопрос не о том, почему мы смотрим на животных, а о том, как мы на них смотрим. Переосмысливая обильные и разнообразные образы «животных в природе» в ранней американской фотографии, он умело показывает, насколько избирательной стала риторика и видение фотографии дикой природы. Развитие животных окажет реальное влияние на современные дебаты о репрезентации животных.

—

Стив Бейкер, автор книги «Изображая чудовище ».

Исторический обзор Мэтью Брауэра представляет собой тонкий и сложный анализ того, как фотография дикой природы, как особый вид контакта между человеком и животным, сыграла центральную роль в нашем видении и размышлении о животных. Это незаменимый вклад в современную работу о животных, видении и философии изображения животных.

—

Джонатан Берт, автор Животные в кино

Содержание

Предисловие
Введение: отлов животных

1. Отвлекающий маневр: тело животного, репрезентация и историчность
2. Фотоохота в Америке
3. Фотографическая слепота
4. Внешний вид животных: Эббот Тайер, Теодор Рузвельт и маскировочная окраска

Заключение: Развивающиеся животные
Примечания
Index

Блог UMP: О фотографии и о том, как она изменила наше восприятие животных.

В: Вы пишете: «Для нас больше невозможна «подлинная» встреча с животным». Можете ли вы объяснить, что вы имеете в виду под этим?

A: Это позиция Джона Бергера в книге «Зачем смотреть на животных?». Он утверждает, что современные люди отчуждены от природы капитализмом и технологиями, так что они больше не могут осмысленно взаимодействовать с животными. Он также предполагает, что животные, которые нас окружают, такие как домашние животные или животные в зоопарках, были маргинализированы современными технологиями и обществом, так что они тоже неспособны к подлинному взаимодействию. Домашние животные — всего лишь зависимые существа, а животные в зоопарке — уменьшенные и нереальные по сравнению с их подлинно дикими собратьями. Таким образом, Бергер сравнивает наши современные встречи со своей фантазией о встрече с действительно диким — и, следовательно, реальным — животным. Подробнее…

Универсальные механизмы развития животных — Молекулярная биология клетки

Существует около десяти миллионов видов животных, и они фантастически разнообразны. Можно было бы ожидать, что червяк, блоха, орел и гигантский кальмар будут созданы одними и теми же механизмами развития не больше, чем можно было бы предположить, что одни и те же методы использовались для изготовления обуви и самолета. Возможно, здесь задействованы какие-то похожие абстрактные принципы, но уж точно не одни и те же специфические молекулы?

Одним из самых поразительных открытий за последние десять или двадцать лет стало то, что наши первоначальные подозрения неверны. На самом деле большая часть основного механизма развития по существу одинакова не только у всех позвоночных, но и у всех основных типов беспозвоночных. Узнаваемо похожие, эволюционно связанные молекулы определяют наши специализированные типы клеток, отмечают различия между областями тела и помогают создавать структуру тела. Гомологичные белки часто функционально взаимозаменяемы между очень разными видами. Мышиный белок, искусственно полученный у мухи, часто может выполнять ту же функцию, что и собственная версия этого белка мухи, и наоборот, успешно контролируя, например, развитие глаза или архитектуру мозга (4). Благодаря этому лежащему в основе единству механизма, как мы увидим, биологи развития в настоящее время находятся на правильном пути к последовательному пониманию развития животных.

Рисунок 21-2

Гомологичные белки взаимозаменяемо функционируют в развитии мышей и мух. (A) Белок мухи, используемый у мыши. Последовательность ДНК из Drosophila , кодирующая белок Engrailed (белок, регулирующий гены), может быть заменена соответствующей (подробнее. ..)

Растения представляют собой отдельное царство: они развили свою многоклеточную организацию независимо от животных. Для их развития тоже можно дать единый счет, но он отличается от такового для животных. Животные будут нашей главной заботой в этой главе, но в конце мы ненадолго вернемся к растениям.

Мы начнем с обзора некоторых основных общих принципов развития животных и представим семь видов животных, которые биологи развития приняли в качестве своих основных модельных организмов.

Животные имеют некоторые общие анатомические особенности

Сходство между видами животных в генах, контролирующих развитие, отражает эволюцию животных от общего предка, у которого эти гены уже присутствовали. Хотя мы не знаем, как это выглядело, общий предок червей, моллюсков, насекомых, позвоночных и других сложных животных должен был иметь много дифференцированных типов клеток, которые были бы узнаваемы для нас: эпидермальные клетки, например, формирующие защитную внешнюю оболочку. слой; клетки кишечника поглощают питательные вещества из проглоченной пищи; мышечные клетки двигаться; нейроны и сенсорные клетки для управления движениями. Тело, должно быть, было организовано с листом кожи, покрывающим внешнюю сторону, ртом для кормления и кишечной трубкой, чтобы содержать и перерабатывать пищу, с мышцами, нервами и другими тканями, расположенными в пространстве между внешним листом кожи и внутренним. кишечная трубка.

Эти признаки являются общими почти для всех животных и соответствуют общей основной анатомической схеме развития. Яйцеклетка — гигантский склад материалов — делится, или расщепляется , образуя множество более мелких клеток. Они соединяются, чтобы создать эпителиальный слой, обращенный к внешней среде. Большая часть этого слоя остается внешней, составляя эктодерму — предшественника эпидермиса и нервной системы. Часть листа втягивается внутрь, образуя энтодерму — предшественника кишечника и его придатков, таких как легкие и печень. Другая группа клеток перемещается в пространство между эктодермой и энтодермой и образует мезодерму — предшественницу мышц, соединительной ткани и различных других компонентов. Это превращение простого шара или полой сферы клеток в структуру с кишкой называется гаструляцией (от греческого слова, обозначающего живот), и в той или иной форме является почти универсальной особенностью развития животных. иллюстрирует этот процесс так, как он виден у морского ежа.

Рисунок 21-3

Гаструляция морского ежа. Оплодотворенная яйцеклетка делится с образованием бластулы — полой сферы эпителиальных клеток, окружающей полость. Затем, в процессе гаструляции, некоторые клетки проникают внутрь, образуя кишечник, а другие внутренние органы (далее…)

Эволюция диверсифицировала молекулярные и анатомические основы, которые мы описываем в этой главе, чтобы произвести удивительные разнообразие современных видов. Но лежащая в основе консервация генов и механизмов означает, что изучение развития одного животного очень часто приводит к общему пониманию развития многих других видов животных. В результате современные биологи развития, как и клеточные биологи, могут позволить себе роскошь решать фундаментальные вопросы любого вида, предлагающего самый простой путь к ответу.

Многоклеточные животные обогащены белками, опосредующими клеточные взаимодействия и регуляцию генов

Секвенирование генома позволяет выявить степень молекулярного сходства между видами. Червь-нематода Caenorhabditis elegans , муха Drosophila melanogaster и позвоночный Homo sapiens являются первыми тремя животными, для которых была получена полная последовательность генома. На генеалогическом древе эволюции животных они очень далеки друг от друга: считается, что линия, ведущая к позвоночным, разошлась с линией, ведущей к нематодам, насекомым и моллюскам более 600 миллионов лет назад. Тем не менее, когда 19000 генов C. elegans, , 14000 генов дрозофилы и 30000 генов человека систематически сравнивают друг с другом, обнаруживается, что около 50% генов каждого из этих видов имеют четко узнаваемые гомологи в одном или обоих из двух других видов. Другими словами, узнаваемые версии не менее 50% всех генов человека уже присутствовали у общего предка червей, мух и человека.

Конечно, не все консервативно: некоторые гены, играющие ключевую роль в развитии позвоночных, не имеют гомологов в геноме C. elegans или Drosophila и наоборот. Однако большая часть из 50% генов, у которых отсутствуют идентифицируемые гомологи в других типах, может иметь это просто потому, что их функции не имеют большого значения. Хотя эти неконсервативные гены транскрибируются и хорошо представлены в библиотеках кДНК, исследования изменчивости ДНК и аминокислотных последовательностей в природных популяциях и между ними показывают, что эти гены необычайно свободны для мутаций без серьезного вреда для приспособленности. Поскольку они могут так быстро развиваться, нескольких десятков миллионов лет может быть достаточно, чтобы стереть любое семейное сходство или допустить утрату генома.

Геномы разных классов животных различаются еще и потому, что, как обсуждалось в главе 1, существуют существенные различия в степени дупликации генов: степень дупликации генов в эволюции позвоночных была особенно велика, в результате чего млекопитающее или рыба часто имеют несколько гомологов, соответствующих одному гену червя или мухи.

Несмотря на такие различия, в первом приближении можно сказать, что все эти животные имеют в своем распоряжении сходный набор белков для выполнения своих ключевых функций. Другими словами, они строят свои тела, используя примерно один и тот же молекулярный набор частей.

Какие гены необходимы для появления многоклеточного животного, помимо тех, что необходимы для одиночной клетки? Сравнение геномов животных с геномами почкующихся дрожжей — одноклеточных эукариот — позволяет предположить, что два класса белков особенно важны для многоклеточной организации. Первый класс — это трансмембранные молекулы, используемые для клеточной адгезии и передачи клеточных сигналов. Целых 2000 генов C. elegans кодируют рецепторы клеточной поверхности, белки клеточной адгезии и ионные каналы, которые либо отсутствуют у дрожжей, либо присутствуют в гораздо меньшем количестве. Второй класс — это белки, регулирующие гены: эти ДНК-связывающие белки гораздо более многочисленны в C. elegans , чем у дрожжей. Например, базовое семейство спираль-петля-спираль насчитывает 41 член у C. elegans , 84 у Drosophila , 131 у человека и только 7 у дрожжей, а другие семейства регуляторов экспрессии генов также значительно перепредставлены у животных. по сравнению с дрожжами. Неудивительно, что эти два класса белков занимают центральное место в биологии развития: как мы увидим, в развитии многоклеточных животных доминируют межклеточные взаимодействия и дифференциальная экспрессия генов.

Регуляторная ДНК определяет программу развития

Фундаментальное сходство в наборах генов разных животных поразило биологов развития, когда оно было впервые обнаружено. Червь, муха, моллюск и млекопитающее действительно имеют много общих основных типов клеток, и все они имеют рот, кишечник, нервную систему и кожу; но, если не считать нескольких таких основных черт, они кажутся совершенно разными по строению тела. Если геном определяет структуру тела и все эти животные имеют такой похожий набор генов, как они могут быть такими разными?

Белки, закодированные в геноме, можно рассматривать как компоненты конструктора. С помощью этого набора можно построить многое, так же как из детского конструктора можно построить грузовики, дома, мосты, подъемные краны и т. д., собирая компоненты в различных комбинациях. Некоторые компоненты обязательно идут вместе — гайки с болтами, колеса с шинами и оси — но крупномасштабная организация конечного объекта не определяется этими подструктурами. Скорее, это определяется инструкциями, которые сопровождают компоненты и предписывают, как их собирать.

В значительной степени инструкции, необходимые для получения многоклеточного животного, содержатся в некодирующей регуляторной ДНК, связанной с каждым геном. Как обсуждалось в главе 4, каждый ген в многоклеточном организме связан с тысячами или десятками тысяч нуклеотидов некодирующей ДНК. Эта ДНК может содержать разбросанные по ней десятки отдельных регуляторных элементов или энхансеров — коротких участков ДНК, служащих сайтами связывания специфических комплексов белков-регуляторных генов. Грубо говоря, как объяснялось в главе 7, наличие данного регуляторного модуля такого типа приводит к экспрессии гена всякий раз, когда комплекс белков, распознающих этот сегмент ДНК, надлежащим образом собирается в клетке (в некоторых случаях происходит ингибирование или ингибирование). вместо этого производится более сложный эффект на экспрессию генов). Если бы мы могли расшифровать полный набор регуляторных модулей, связанных с геном, мы бы поняли все различные молекулярные условия, при которых должен производиться продукт этого гена. Таким образом, можно сказать, что эта регуляторная ДНК определяет последовательную программу развития: правила перехода от одного состояния к другому по мере того, как клетки размножаются и считывают свое положение в эмбрионе по отношению к своему окружению, включая новые наборы генов в соответствии с их окружением. к деятельности белков, которые они в настоящее время содержат ().

Рисунок 21-4

Как регуляторная ДНК определяет последовательность паттернов экспрессии генов в развитии. Геномы организмов А и В кодируют один и тот же набор белков, но имеют разные регуляторные ДНК. Две клетки в мультфильме начинаются в одном и том же состоянии, выражая (далее…)

Когда мы сравниваем виды животных с похожим строением тела — например, разных позвоночных, таких как рыба, птица и млекопитающее, — мы обнаруживаем, что соответствующие гены обычно имеют сходные наборы регуляторных модулей: последовательности ДНК многих отдельных модулей хорошо консервативны и распознаваемо гомологичны у разных животных. То же самое верно, если мы сравним разные виды червей-нематод или разные виды насекомых. Но когда мы сравниваем регуляторные области позвоночных с таковыми у червей или мух, трудно увидеть какое-либо подобное сходство. Последовательности, кодирующие белок, безошибочно похожи, но соответствующие регуляторные последовательности ДНК кажутся очень разными. Это ожидаемый результат, если различные схемы тела производятся в основном за счет изменения программы, заложенной в регуляторной ДНК, при сохранении большей части одного и того же набора белков.

Манипуляции с эмбрионом раскрывают взаимодействие между его клетками

Столкнувшись со взрослым животным во всей его сложности, как можно начать анализировать процесс, который породил его? Первым важным шагом является описание анатомических изменений — закономерностей клеточного деления, роста и движения, — которые превращают яйцеклетку в зрелый организм. Это работа описательной эмбриологии , и она сложнее, чем можно подумать. Чтобы объяснить развитие с точки зрения клеточного поведения, нам необходимо проследить за отдельными клетками через все их деления, преобразования и миграции в эмбрионе. Основы описательной эмбриологии были заложены в XIX в. по-прежнему требуют изобретательности биологов-эволюционистов ()

Рис. В три клетки на ранней стадии (клетки со звездочками на стадии 32 клеток) вводят различные флуоресцентные красители, после чего эмбрион оставляют для развития на 10 часов, прежде чем зафиксировать и (подробнее…)

Дано описание , как можно продолжать открывать причинные механизмы? Традиционно эмбриологи-экспериментаторы пытались понять развитие с точки зрения того, как клетки и ткани взаимодействуют для создания многоклеточной структуры. Генетики развития тем временем пытались проанализировать развитие с точки зрения действия генов. Эти два подхода дополняют друг друга, и они сошлись, чтобы дать наше нынешнее понимание.

В экспериментальной эмбриологии клетки и ткани развивающихся животных удаляют, перестраивают, трансплантируют или выращивают изолированно, чтобы выяснить, как они влияют друг на друга. Результаты часто бывают поразительными: ранний эмбрион, разрезанный пополам, например, может дать двух полных и совершенно сформированных животных, или небольшой кусочек ткани, трансплантированный в новое место, может реорганизовать всю структуру развивающегося тела (4). Наблюдения этого типа могут быть расширены и уточнены для расшифровки лежащих в основе межклеточных взаимодействий и правил клеточного поведения. Эксперименты легче всего проводить на крупных эмбрионах, которые легко доступны для микрохирургии. Таким образом, наиболее широко используемыми видами были птицы, особенно птенцы, и земноводные, особенно африканская лягушка 9.0088 Xenopus laevis .

Рисунок 21-6

Некоторые поразительные результаты, полученные экспериментальной эмбриологией. На (А) ранний зародыш амфибии расщеплен волосковой петлей почти на две части. В (B) эмбрион амфибии на несколько более поздней стадии получает трансплантат небольшого кластера клеток от другого (подробнее…)

Исследования мутантных животных Определение генов, контролирующих процессы развития

выделение мутантных животных, развитие которых нарушено. Обычно это включает в себя генетический скрининг , как описано в главе 8. Родительских животных обрабатывают химическим мутагеном или ионизирующим излучением, чтобы вызвать мутации в их зародышевых клетках, и исследуют большое количество их потомства. Те редкие особи-мутанты, которые обнаруживают интересную аномалию развития — например, измененное развитие глаза, — отбираются для дальнейшего изучения. Таким образом можно обнаружить гены, которые необходимы именно для нормального развития любого выбранного признака. Путем клонирования и секвенирования обнаруженного таким образом гена можно идентифицировать его белковый продукт, исследовать, как он работает, и начать анализ регуляторной ДНК, контролирующей его экспрессию.

Генетический подход проще всего использовать для мелких животных с коротким периодом генерации, которых можно выращивать в лаборатории. Первым животным, которое было изучено таким образом, была плодовая муха Drosophila melanogaster, , которая будет подробно рассмотрена ниже. Но тот же подход оказался успешным в отношении червя-нематоды Caenorhabditis elegans, рыбки данио, Danio rerio, и мыши Mus musculus . Хотя людей не подвергают преднамеренному мутагенезу, их в огромном количестве проверяют на аномалии через систему медицинского обслуживания. У людей возникло множество мутаций, вызывающих аномалии, совместимые с жизнью, и анализ пораженных людей и их клеток дал важную информацию о процессах развития.

Клетка принимает решения о развитии задолго до того, как в ней проявятся видимые изменения

Просто внимательно наблюдая или с помощью индикаторных красителей и других методов маркировки клеток можно узнать, какова судьба данной клетки в эмбрионе. если этот эмбрион будет развиваться нормально. Клетке может быть суждено умереть, например, или стать нейроном, сформировать часть органа, такого как стопа, или дать потомство клеток, разбросанных по всему телу. Однако знать судьбу клетки в этом смысле означает почти ничего не знать о внутреннем характере клетки. С одной стороны, клетка, которой суждено стать, скажем, нейроном, может быть уже специализирована таким образом, что гарантирует, что она станет нейроном, независимо от того, насколько нарушено ее окружение; говорят, что такая клетка предопределена своей судьбой. С другой стороны, клетка может быть биохимически идентична другим клеткам, предназначенным для других судеб, единственное различие между ними заключается в случайности положения, которое подвергает клетки различным будущим влияниям.

Состояние детерминации клетки можно проверить, пересадив ее в измененную среду (). Один из ключевых выводов экспериментальной эмбриологии состоит в том, что благодаря клеточной памяти клетка может стать детерминированной задолго до того, как проявятся какие-либо очевидные внешние признаки дифференцировки.

Рисунок 21-7

Стандартный тест для определения клеток.

Между крайностями полностью детерминированной и полностью недетерминированной клетки лежит целый спектр возможностей. Клетка, например, может быть уже несколько специализирована для своей нормальной судьбы, с сильной тенденцией к развитию в этом направлении, но все еще способной измениться и претерпеть другую судьбу, если ее поместить в достаточно принудительную среду. (Некоторые биологи развития описали бы такую ​​клетку как специфицировано или зафиксировано , но еще не определено.) Или клетка может быть определена, скажем, как клетка мозга, но еще не определено, должна ли она быть нейрональным или глиальным компонентом мозга. И часто кажется, что соседние клетки одного и того же типа взаимодействуют и зависят от взаимной поддержки для сохранения своего специализированного характера, так что они будут вести себя как детерминированные, если их держать вместе в кластере, а не если брать поодиночке и изолировать от своих обычных компаньонов.

Клетки запомнили позиционные значения, отражающие их положение в теле

Во многих системах задолго до того, как клетки начинают дифференцироваться в специфический тип клеток, они становятся регионально детерминированными : то есть они включают и поддерживают экспрессию генов, которые лучше всего рассматривать как маркеры положения или области в тело. Этот зависящий от положения характер клетки называется ее позиционным значением , и он проявляется в том, как клетка ведет себя на последующих этапах формирования паттерна.

Ярким примером является развитие ноги и крыла цыпленка. Нога и крыло взрослого человека состоят из мышц, костей, кожи и т. д. — почти точно такой же набор дифференцированных тканей. Разница между двумя конечностями заключается не в типах тканей, а в том, как эти ткани расположены в пространстве. Так как же появляется разница?

У куриного эмбриона ножка и крыло возникают примерно в одно и то же время в виде маленьких языковидных зачатков, выступающих из бока. Клетки в двух парах зачатков конечностей сначала кажутся одинаковыми и однородно недифференцированными. Но простой эксперимент показывает, что эта видимость сходства обманчива. Небольшой блок недифференцированной ткани у основания зачатка ноги из области, которая в норме дает начало части бедра, можно вырезать и привить к кончику зачатка крыла. Примечательно, что трансплантат формирует не соответствующую часть кончика крыла и не неуместный кусок ткани бедра, а палец (4). Этот эксперимент показывает, что ранние клетки зачатка ноги уже определены как ноги, но еще не окончательно привержены формированию конкретной части ноги: они все еще могут реагировать на сигналы в зачатке крыла, так что они формируют структуры, соответствующие кончику ноги. конечность, а не основание. Сигнальная система, контролирующая различия между частями конечности, по-видимому, одинакова для ноги и крыла. Различие между двумя конечностями является результатом различия внутренних состояний их клеток в начале развития конечностей.

Рисунок 21-8

Предполагаемая ткань бедра, пересаженная в кончик зачатка куриного крыла, формирует пальцы ног. (По J.W. Saunders et al., Dev. Biol. 1:281–301, 1959). регуляторные белки, называемые белками T-box (Tbx). Клетки зачатка задней конечности экспрессируют ген Tbx4 , тогда как клетки зачатка передней конечности экспрессируют Tbx5 , и считается, что это контролирует их последующее поведение (). Позже в этой главе мы объясним, как внутри зачатка отдельной конечности устанавливается следующий, более подробный уровень паттернирования.

Рисунок 21-9

Куриные эмбрионы через 4 дня инкубации, демонстрирующие зачатки конечностей, окрашенные гибридизацией in situ с зондами для обнаружения экспрессии генов Tbx4 и Tbx5 . Клетки, экспрессирующие Tbx5 , образуют крыло; выражающие Tbx4 сформирует ногу. Tbx4 и Tbx5 (подробнее…)

Сестринские клетки могут родиться разными в результате асимметричного клеточного деления

На каждой стадии своего развития клетка эмбриона имеет ограниченный набор возможностей в соответствии с состояние, которого она достигла: клетка движется по пути развития, который многократно разветвляется. На каждом ответвлении пути ему приходится делать выбор, и его последовательность выборов определяет его окончательную судьбу. Таким образом создается сложный массив различных типов клеток.

Чтобы понять развитие, нам нужно знать, как контролируется каждый выбор между вариантами и как эти варианты зависят от сделанного ранее выбора. Если свести вопрос к его простейшей форме: как две клетки с одним и тем же геномом становятся разными?

Когда клетка подвергается митозу, обе полученные дочерние клетки получают точную копию генома материнской клетки. Тем не менее, у этих дочерей часто будут разные специализированные судьбы, и в какой-то момент они или их потомство должны будут приобрести разные характеры.

В некоторых случаях две сестринские клетки рождаются разными в результате асимметричного клеточного деления, при котором некоторый значительный набор молекул делится неравномерно между двумя дочерними клетками во время деления. Эта асимметрично сегрегированная молекула (или набор молекул) затем действует как детерминанта одной из клеточных судеб, прямо или косвенно изменяя паттерн экспрессии генов в принимающей ее дочерней клетке ().

Рисунок 21-10

Два способа сделать сестринские клетки разными.

Асимметричные деления особенно распространены в начале развития, когда оплодотворенная яйцеклетка делится с образованием дочерних клеток с различной судьбой, но они встречаются и на более поздних стадиях — например, при генезисе нервных клеток.

Индуктивные взаимодействия могут создавать упорядоченные различия между изначально идентичными клетками

Альтернативный и, безусловно, самый распространенный способ сделать клетки разными — подвергнуть их воздействию различных сред, а наиболее важными сигналами окружающей среды, воздействующими на клетки эмбриона, являются сигналы от соседних клетки.

В некоторых случаях соседние изначально сходные клетки обмениваются сигналами, заставляющими их становиться отличными друг от друга, как в соревновании однояйцевых близнецов. Происходит что-то вроде кричащего состязания, в котором одна клетка или группа клеток выходят победителями, не только специализируясь определенным образом, но и доставляя соседним клеткам сигнал, запрещающий им делать то же самое — явление, называемое латеральным торможением () . Очень часто этот процесс основан на обмене сигналами при межклеточных контактах через Notch-путь (обсуждается в главе 15).

Рисунок 21-11

Латеральное ингибирование и диверсификация клеток. Соседние клетки соревнуются за принятие основного символа (синий), , передавая друг другу запрещающие сигналы. Сначала все ячейки в патче одинаковы. Любая клетка, которая получает преимущество в конкурентной борьбе (подробнее…)

В другой стратегии, возможно, самой широко используемой из всех, группа клеток начинает с одинаковым потенциалом развития, а затем поступает сигнал от клеток вне группы. толкает одного или нескольких членов группы на другой путь развития, что приводит к изменению характера. Этот процесс называется индуктивное взаимодействие . Как правило, сигнал ограничен во времени и пространстве, так что только подмножество компетентных клеток — ближайших к источнику сигнала — приобретает индуцированный характер ().

Рисунок 21-12

Индуктивная сигнализация.

Некоторые индуктивные сигналы имеют ближний радиус действия, особенно те, которые передаются через межклеточные контакты; другие являются дальнодействующими, опосредованными молекулами, которые могут диффундировать через внеклеточную среду. Группу изначально сходных клеток, способных реагировать на сигнал, иногда называют группа эквивалентности или морфогенетическое поле . Он может состоять как из двух клеток, так и из тысяч, и любое их количество может быть вызвано в зависимости от количества и распределения сигнала.

В принципе, любая сигнальная молекула может служить индуктором. На практике большинство известных индуктивных событий в развитии животных регулируются лишь горсткой высококонсервативных семейств сигнальных белков, которые снова и снова используются в различных контекстах. Открытие этого ограниченного словарного запаса, используемого клетками для коммуникации в процессе развития, произошло за последние десять-двадцать лет как одно из величайших упрощающих открытий биологии развития. В статье мы кратко рассмотрим пять основных семейств сигнальных белков, которые многократно служат индукторами в развитии животных. Подробная информация о внутриклеточных механизмах действия этих молекул приведена в главе 159.0005

Таблица 21-1

Некоторые сигнальные белки, которые снова и снова используются в качестве индукторов в развитии животных.

Конечным результатом большинства индуктивных событий является изменение транскрипции ДНК в реагирующей клетке: одни гены включаются, а другие выключаются. Различные сигнальные молекулы активируют различные типы белков, регулирующих гены. Кроме того, эффект активации данного регуляторного белка гена будет зависеть от того, какие другие регуляторные белки гена также присутствуют в клетке, поскольку они обычно функционируют в комбинациях. В результате разные типы клеток обычно по-разному реагируют на один и тот же сигнал. Ответ будет зависеть как от других белков, регулирующих гены, которые присутствуют до поступления сигнала, отражая память клетки о сигналах, полученных ранее, так и от других сигналов, которые клетка получает в то же время.

Морфогены — индукторы дальнего действия, оказывающие дифференцированное действие

До сих пор мы говорили о сигнальных молекулах так, как если бы они управляли простым выбором «да-нет»: один эффект в их присутствии, другой — в их отсутствии. Однако во многих случаях реакции более точно градуированы: высокая концентрация может, например, направить клетки-мишени на один путь развития, средняя концентрация — на другой, а низкая концентрация — на еще один. Важным случаем является случай, когда сигнальная молекула диффундирует из локализованного источника, создавая градиент концентрации сигнала. Клетки, находящиеся на разном расстоянии от источника, ведут себя по-разному в зависимости от концентрации сигнала, который они испытывают.

Сигнальная молекула, которая таким образом накладывает паттерн на целое поле клеток, называется морфогеном. Ярким примером служат конечности позвоночных: специализированная группа клеток на одной стороне зачатка эмбриональной конечности секретирует белок Sonic hedgehog — член семейства сигнальных молекул Hedgehog — и этот белок распространяется от своего источника, образуя градиент морфогена который контролирует характер клеток вдоль оси от большого пальца к мизинцу зачатка конечности. Если дополнительную группу сигнальных клеток привить на противоположную сторону почки, получится зеркальное дублирование рисунка пальцев ().

Рисунок 21-13

Sonic hedgehog как морфоген в развитии конечностей цыпленка. (A) Экспрессия гена Sonic hedgehog в 4-дневном курином эмбрионе, показанная гибридизацией in situ (вид сверху на туловище на уровне зачатков крыльев). Ген экспрессируется по средней линии (подробнее…)

Внеклеточные ингибиторы сигнальных молекул формируют ответ на индуктор

Особенно для молекул, которые могут действовать на расстоянии, важно ограничить действие сигнала, а также производить его. Большинство сигнальных белков развития имеют внеклеточные антагонисты, которые могут ингибировать их функцию. Эти антагонисты обычно представляют собой белки, которые связываются с сигналом или его рецептором, предотвращая продуктивное взаимодействие.

Удивительно большое количество решений, связанных с развитием, на самом деле регулируется ингибиторами, а не первичной сигнальной молекулой. Нервная система у эмбриона лягушки возникает из поля клеток, способных образовывать либо нервную, либо эпидермальную ткань. Индуцирующая ткань высвобождает белок хордин, который способствует образованию нервной ткани. Chordin не имеет собственного рецептора. Вместо этого он является ингибитором сигнальных белков семейства BMP/TGFβ, которые индуцируют развитие эпидермиса и присутствуют во всей области нейроэпителия, где формируются нейроны и эпидермис. Таким образом, индукция нервной ткани происходит из-за ингибирующего градиента антагонистического сигнала (2).

Рисунок 21-14

Два способа создания градиента морфогена. (A) Путем локализованной продукции индуктора — морфогена — который диффундирует от своего источника, (B) Путем локализованной продукции ингибитора, который диффундирует от своего источника и блокирует действие (подробнее…)

Программы, которые Являются внутренне присущими клетке Часто определяют временной ход ее развития

Сигналы, подобные тем, которые мы только что обсуждали, играют большую роль в контроле времени событий в развитии, но было бы неправильно полагать, что каждое изменение в развитии требует индуктивный сигнал для его срабатывания. Многие из механизмов, которые изменяют характер клетки, присущи самой клетке и не требуют сигнала от окружения клетки: клетка будет выполнять свою программу развития, даже находясь в постоянной среде. Есть множество случаев, когда можно предположить, что что-то в этом роде происходит для контроля продолжительности процесса развития. Например, у мыши нейронные клетки-предшественники в коре головного мозга продолжают делиться и генерировать нейроны всего 11 клеточных циклов, а у обезьяны примерно 28 циклов, после чего они останавливаются. Более того, разные типы нейронов генерируются на разных стадиях этой программы, что позволяет предположить, что по мере старения клетки-предшественника она изменяет спецификации, которые она предоставляет дифференцирующимся клеткам-потомкам.

В контексте интактного эмбриона трудно доказать, что такой ход событий является строго результатом клеточно-автономного процесса хронометража, поскольку среда клетки меняется. Однако эксперименты с клетками в культуре дают четкие доказательства. Например, глиальные клетки-предшественники, выделенные из зрительного нерва 7-дневной постнатальной крысы и культивированные в постоянных условиях в подходящей среде, будут продолжать пролиферировать в течение строго ограниченного времени (соответствующего максимум примерно восьми циклам клеточного деления), а затем дифференцируются в олигодендроциты (глиальные клетки, образующие миелиновые оболочки вокруг аксонов в головном мозге), подчиняясь расписанию, аналогичному тому, которому они следовали бы, если бы остались на месте в эмбрионе.

Начальные паттерны устанавливаются в небольших полях клеток и уточняются путем последовательной индукции по мере роста эмбриона

Сигналы, которые организуют пространственный паттерн эмбриона, обычно действуют на коротких расстояниях и управляют относительно простым выбором. Морфоген, например, обычно действует на расстоянии менее 1 мм — эффективный диапазон для диффузии — и направляет выбор между не более чем горсткой вариантов развития клеток, на которые он воздействует. Но органы, которые в конечном итоге развиваются, намного больше и сложнее этого.

Пролиферация клеток, которая следует за начальной спецификацией, объясняет увеличение размера, в то время как уточнение исходного рисунка объясняется серией локальных наведений, которые вышивают последовательные уровни детализации на изначально простом наброске. Как только появляются два типа клеток, один из них может производить фактор, который побуждает подмножество соседних клеток специализироваться третьим способом. Третий тип клеток, в свою очередь, может передавать сигнал двум другим соседним типам клеток, генерируя четвертый и пятый типы клеток и т. д. ().

Рисунок 21-15

Создание паттерна методом последовательной индукции. Ряд индуктивных взаимодействий может генерировать множество типов клеток, начиная всего с нескольких.

Эта стратегия создания все более сложной модели называется последовательной индукцией . В основном благодаря последовательным наведениям план тела развивающегося животного, после того как он сначала был набросан в миниатюре, по мере развития развивается со все более и более мелкими деталями.

В следующих разделах мы сосредоточимся на небольшой выборке модельных организмов, чтобы увидеть, как принципы, изложенные в этом первом разделе, работают на практике. Начнем с червя-нематоды, Caenorhabditis elegans .

Резюме

Очевидные изменения в поведении клеток, которые мы наблюдаем по мере развития многоклеточного организма, являются внешними признаками сложных молекулярных вычислений, зависящих от клеточной памяти, происходящих внутри клеток по мере того, как они получают и обрабатывают сигналы от своих соседей. и излучать сигналы в ответ. Окончательный паттерн дифференцированных типов клеток, таким образом, является результатом более скрытой программы клеточной специализации — программы, разыгрываемой в изменяющихся паттернах экспрессии белков, регулирующих гены, наделяющих одну клетку отличными от другой потенциями задолго до начала терминальной дифференцировки. Биологи развития стремятся расшифровать скрытую программу и связать ее с помощью генетических и микрохирургических экспериментов с сигналами, которыми обмениваются клетки, когда они пролиферируют, взаимодействуют и двигаются.

Такие разные животные, как черви, мухи и люди, используют очень похожие наборы белков для управления своим развитием, поэтому то, что мы обнаруживаем в одном организме, очень часто дает представление о других. Горстка эволюционно законсервированных межклеточных сигнальных путей многократно используется в разных организмах и в разное время для регуляции создания организованного многоклеточного паттерна. Различия в плане тела, по-видимому, в значительной степени возникают из-за различий в регуляторной ДНК, связанной с каждым геном. Эта ДНК играет центральную роль в определении последовательной программы развития, вызывая гены к действию в определенное время и в определенном месте в соответствии с паттерном экспрессии генов, который присутствовал в каждой клетке на предыдущей стадии развития.

Различия между клетками эмбриона возникают по-разному. Сестринские клетки могут рождаться разными в результате асимметричного клеточного деления. В качестве альтернативы клетки, которые рождаются одинаковыми, могут стать разными в результате конкурентного взаимодействия друг с другом, как при латеральном торможении. Или группа изначально сходных клеток может получать разное воздействие индуктивных сигналов от клеток вне группы; индукторы дальнего действия с дифференцированными эффектами, называемые морфогенами, могут формировать сложный паттерн. Благодаря клеточной памяти такие переходные сигналы могут оказывать продолжительное влияние на внутреннее состояние клетки, заставляя ее, например, определять определенную судьбу. Таким образом, последовательности простых сигналов, действующих в разное время и в разных местах в растущих массивах клеток, порождают сложные и разнообразные многоклеточные организмы, заполняющие окружающий нас мир.

Передача сигналов Hedgehog в развитии животных: парадигмы и принципы

1. Philip W. Ingham1,3 и
2. Эндрю П. МакМахон2,3

1. ¹ Центр генетики развития Шеффилдского университета, Шеффилд S10 2TN, Великобритания; ² Кафедра клеточной биологии и биологии развития, Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс 02138, США

С момента их выделения в начале 1990-х члены семейства межклеточных сигнальных белков Hedgehog пришли к быть признаны ключевыми медиаторами многих фундаментальных процессов эмбрионального развития. Их деятельность занимает центральное место в рост, формирование паттерна и морфогенез многих различных областей строения тела позвоночных и насекомых, и большинство вероятно, другие беспозвоночные. В некоторых контекстах сигналы Hedgehog действуют как морфогены в дозозависимой индукции различных судьбы клеток в поле-мишени, в других — как митогены, регулирующие пролиферацию клеток, или как индуцирующие факторы, контролирующие форма развивающегося органа. Эти разнообразные функции белков Hedgehog поднимают много интригующих вопросов об их механизме. операции. Как эти белки перемещаются между или через поля клеток? Как модулируется и преобразуется их активность? Каковы их внутриклеточные мишени? В этой статье мы рассмотрим некоторые хорошо зарекомендовавшие себя парадигмы функции ежа в Развитие дрозофилы и позвоночных и обзор современного понимания синтеза, модификации и трансдукции Hedgehog. белки.

Эмбриологические исследования, проводившиеся на протяжении большей части прошлого века и основанные главным образом на физических манипуляциях с клетками внутри развивающийся эмбрион или фрагменты эмбриона в культуре предоставили множество убедительных примеров первенства межклеточных взаимодействий. в регуляции развития беспозвоночных и позвоночных. Последующая идентификация многих сигнальных факторов, опосредованная сотовая связь привела к двум общим выводам. Во-первых, хотя есть много важных сигналов, большинство из них относятся к нескольким большим семействам секретируемых пептидных факторов: Wnt (Wodarz and Nusse 1998), фактор роста фибробластов (Szebenyi and Fallon, 1999), суперсемейство TGF-β (Massague and Chen, 2000), фактор роста тромбоцитов (Betsholtz et al., 2001), эфрин (Bruckner and Klein, 1998) и семейства Hedgehog. Во-вторых, параллельные исследования систем беспозвоночных и позвоночных показали, что, хотя результат может выглядеть совсем иначе…

[Полный текст этой статьи]

« Предыдущая | Следующая статья » Содержание

Эта статья

1. дои: 10. 1101/гад.938601 Гены и Дев. 2001. 15: 3059-3087 Лабораторный пресс Колд-Спринг-Харбор

1. • ОБЗОР

1. Ссылка на PubMed
2. Статьи Ingham, P.W.
3. Статьи McMahon, AP

1. Преобразование сигнала
2. Разработка

Просмотреть все .