Морфогенез

От греч. morphe – форма и genesis – происхождение, начало. Процесс возникновения и развития частей тела и органов в индивидуальном (и эволюционном) развитии организма. Обеспечивается сложным регуляторным механизмом, позволяющим клеткам занимать своё уникальное место относительно друг друга*. К эмбриологическим механизмам, обеспечивающим внутреннюю упорядоченность организма, относятся эмбриональная индукция и морфогенетические движения клеток. Первый механизм отвечает за специфическую дифференцировку клеток под влиянием диффундирующих веществ-индукторов, а второй – за перемещение клеток относительно друг друга. Отсюда ясно, что гены могут влиять на оба эти процесса, поскольку известны мутации, отвечающие за определённые аномалии развития, например, полное отсутствие почек у мутантных короткохвостых мышей линии Danforth short tail, у которых аномалия обусловлена отсутствием индуцирующего стимула. В биологии развития наиболее важным и хорошо изученным модельным организмом является плодовая мушка Drosophila melanogaster. У насекомых эмбриональное развитие регулируется иерархической системой, состоящей из трёх классов генов: 1. Генов полярности яйца с так называемым “материнским эффектом”. 2. Генов сегментации. 3. Гомеозисных генов. Координированное взаимодействие этих генов во времени и в пространстве создаёт генетическую программу развития, которая определяет положение и предназначение, а также время дифференцировки и активации каждой индивидуальной клетки эмбриона (см. Гены эмбрионального развития и морфогенеза). Хорошо известно, что разные виды клеток содержат уникальные наборы поверхностных молекул адгезии. В морфогенезе тканей важнейшую роль играют белки кадхерины (кадгерины) и катенины, обеспечивающие узнавание и сортировку клеток, координацию их движения в эмбрионе, индукцию и поддержание полярности клеток, а также образование границ между тканями. При удалении белка E-кадхерина клетки не могут удерживаться рядом друг с другом (см. Кадхерины).

*В случае человека и других крупных животных многим миллиардам и триллионам клеток.