В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые проанализировали тысячи отдельных клеток из донорских эмбриональных тканей и создали атлас клеток, участвующих в раннем развитии конечностей человека. Это позволило увидеть в мельчайших подробностях, как у людей появляются пальцы рук и ног. Работа является частью международной инициативы «Атлас клеток человека», которая направлена на картирование каждого типа клеток в организме.
Ученые выяснили, как растут пальцы рук и ног человека
Как растут пальцы на ногах и руках? Международная команда исследователей впервые раскрыла некоторые загадки самых ранних стадий развития человеческих конечностей.
Zhang et al., Nature, 2023
Исследователи визуализировали процесс формирования пальцев на видео
Ранее исследователи изучали развитие конечностей позвоночных лишь на мышиных моделях и куриных эмбрионах. Новая работа позволит не только подробно увидеть развитие пальцев, но и углубит понимание врожденных болезней конечностей.
Как развиваются пальцы?
Исследователи использовали эмбриональные человеческие ткани в период от 5 до 9 недель развития. С их помощью команда проследила экспрессию генов в зачатках конечностей, предоставив более четкую картину генетической основы их формирования.
В общей сложности биологи проанализировали 125 955 отдельных клеток – из них они выявили 67 кластеров в течение первого триместра беременности и нанесли их на карту.
На видео ниже показана экспрессия IRX1 (бирюзовый цвет) и SOX9 (пурпурный). IRX1 имеет решающее значение для формирования пальцев, а SOX9 важен для развития скелета.
Нарушение в работе этих генов могут привести к аномалиям развития, таким как брахидактилия (укорочение пальцев) и полидактилия (появление дополнительных пальцев на кистях или стопах).
Исследователи также обнаружили, что пальцы не растут сразу наружу, а формируются из наростов на кончиках ранних рук и ног.