Бластопоральный организатор у кишечнополостного (ктенофора)

В знаковом эксперименте 1924 года Хильде Мангольд и Ханс Шпеман установили, что дорсальная губа бластопора у эмбрионов амфибий функционирует как организатор и индуцирует формирование вторичной оси тела при пересадке в эмбрион-хозяин. Это открытие показало, что определённые эмбриональные области могут регулировать формирование узора эмбриона и приводить к установлению целой оси тела. Последующие исследования выявили, что у кишечнополостных (Cnidaria), сестринской группы для билатерий, также присутствует бластопоральный эмбриональный организатор. Однако эволюционное происхождение организатора остаётся неясным. В этой работе мы сообщаем, что губа бластопора у ктенофоры Mnemiopsis leidyi, представителя эволюционной сестринской группы ко всем остальным метазоям, проявляет активность организатора. Мы показываем, что трансплантированные фрагменты ткани губы бластопора из гаструл M. leidyi индуцируют образование вторичного глотки и рта. Более того, трансфилетические трансплантационные эксперименты показывают, что губа бластопора M. leidyi вызывает образование вторичной оси тела в эмбрионах книдарии Nematostella vectensis. Функция организатора у M. leidyi требует как β-катенина, так и сигнальной передачи TGFβ, и лигандные белки семейства TGFβ, вероятно, обеспечивают эту индуцирующую способность. Эти результаты свидетельствуют о глубокой гомологии бластопорального организатора у ктенофор, книдарий и позвоночных, что подразумевает исконную роль губы бластопора как организатора. Мы предполагаем, что появление организатора было важной инновацией, которая облегчила переход от временной дифференцировки клеток у одноклеточных предков к пространственной дифференцировке клеток у первого многоклеточного эмбриона.