ضبط و زمینه سازی علم جنین ، توسعه و تولید مثل.

منو

مدل پرچم فرانسه

توسط: جک Resnik منتشر شده: 2011-05-19 کلمات کلیدی: مدل ها ، ژنتیک

مدل پرچم فرانسه نشان دهنده چگونگی دریافت و پاسخگویی به اطلاعات ژنتیکی و متعاقباً در الگوهای است. این مدل که توسط لوئیس ولپرت در اواخر دهه 1960 ایجاد شده است ، از پرچم Tricolor فرانسوی به عنوان بازنمایی بصری استفاده می کند تا نشان دهد چگونه سلولهای جنینی می توانند کد ژنتیکی را تفسیر کنند تا حتی در صورت برداشتن قطعات خاص جنین ، همان الگوی را ایجاد کنند. مدل Wolpert چارچوب نظری مهم را برای بررسی مکانیسم های جهانی شکل گیری الگوی در طول توسعه فراهم کرده است.

کار ولپرت به شدت تحت تأثیر آزمایشات هانس دریش در اواخر قرن نوزدهم بود. Driesch توانست در مرحله دو سلولی تخم مرغ های دریایی بارور شده را تقسیم کند و جوجه های دریایی طبیعی اما کوچکتر را بدست آورد. کار Driesch اولین کسی بود که مقررات جنینی یا توانایی جنین را در تنظیم تغییرات و توسعه عادی نشان داد. بر اساس کار خود ، Driesch اظهار داشت که سلولهای بنیادی در یک هواپیمای مختصات ایجاد می شوند که در آن نیرویی که او آن را entelechy می نامید ، موقعیت و پیشرفت هر سلول را ایجاد می کند.

Wolpert ، که همچنین در حال تحقیق در مورد جوجه های دریایی بود ، "مشکل پرچم فرانسه" را به عنوان قیاس برای آزمایش های جوجه های دریایی Driesch پیشنهاد کرد. مهم نیست که اندازه پرچم فرانسه باشد ، همیشه یک سوم آبی ، یک سوم سفید و یک سوم قرمز است. به همین ترتیب ، جنین های Driesch ، هرچند نصف شده ، به نسخه های کوچکتر از جوجه های دریایی معمولی تبدیل شده اند. ولپرت در مقاله خود در سال 1969 با عنوان "اطلاعات موقعیتی و الگوی مکانی تمایز سلولی" ، به مقررات جنینی پرداخت و چندین قانون را پیشنهاد کرد که حاکم بر این آیین نامه در آنچه او مدل پرچم فرانسه نامید ، حاکم بود.

مکانیسم های مدل پرچم فرانسه برای ایجاد هویت آینده سلول یا ارزش موقعیت آن به چندین THNG وابسته است. اول ، ولپرت مشکوک بود که جنین از شیب ژن استفاده کرده است که مرزهای قطبی به شکل گیری کمک می کند. یک مرز قطبی یک گرادیان برای ارتباطات ایجاد می کند که در آن دستورالعمل های موقعیتی از سلول به سلول در یک جهت واحد و سازمان یافته منتقل می شود. این دستورالعمل های مثبت در غلظت در سلولها متفاوت است و به سرنوشت هر سلول دیکته می کند. به عنوان مثال ، دستورالعمل ها به فعال شدن در یک سیستم سیگنالینگ سلول A یا یک ژن خاص کمک می کند که بر رشد سلول تأثیر می گذارد. سرانجام ، Wolpert تصریح کرد که بیان چنین سیگنال های قطبی در مسافت های کوچک 100 سلول یا کمتر ، که او آن را زمینه های موقعیتی می نامید ، رخ می دهد. اگر بخشی از یک میدان موقعیتی برداشته شود ، مقادیر موقعیتی سلول باقی مانده نیز مانند هویت ژنتیکی آنها تغییر می کند. با هم ، این اصول قطبیت و شیب غلظت امکان تنظیم را فراهم می کند. سلولها ، از نظر انسان شناسی ، موقعیت نسبی خود را می دانند و متعاقباً سرنوشت رشد آنها را می شناسند.

Wolpert برای اولین بار مدل خود را در سخنرانی در اتحادیه بین المللی علوم بیولوژیک صرب سل در زمینه زیست شناسی نظری در بلاگیو ، ایتالیا و در سخنرانی جمعه شب در آزمایشگاه بیولوژیکی دریایی Woods Hole در Woods Hole ، ماساچوست پیشنهاد داد. این کار در صربلونی با استقبال خوبی روبرو شد. با این حال ، ولپرت مخاطبان آمریکایی خود را خصمانه با ایده شیب دید. در سال 1970 ، زیست شناس مولکولی ، فرانسیس کریک "انتشار در جنین زایی" را منتشر کرد که مکانیسم برای مدل Wolpert را ارائه می داد. با توجه به اینکه مزارع موقعیتی کوچک بودند ، کریک پیشنهاد کرد که یک ماده شیمیایی یا مورفوژن که توسط سلول ها ترشح می شود می تواند چنین شیب ایجاد کند. کار بیشتر در طول یک دهه آینده ادامه یافت زیرا ولپرت و دو نفر از دانشجویان دکترا ، دنیس Summerbell و Cheryll Tickle ، شواهد بیشتری را برای اطلاعات موقعیتی در جوجه های جوجه و بازسازی هیدرا ارائه دادند.

اگرچه ولپرت ایده مورفوژنها را در مدل پرچم فرانسه خود پیشنهاد نداد ، اما این دو از آن زمان از نزدیک پیوند خورده اند. این ارتباط پدید آمده است زیرا مورفوژنها توضیحی ساده برای شیب غلظت Wolpert ارائه می دهند. شیب مورفوژن به ویژه نسبت به سایر حالتهای ارتباط بین سلولی مفید است زیرا می توان از نظر کمی اندازه گیری شد. در سال 1988 Christiane Nüsslein-Volhard اولین مورفوژن ، پروتئین بیکوئید را در مگس های میوه ای (Drosophila melanogaster) کشف کرد که مسئول تشکیل الگوی است. اگرچه بسیاری از مورفوژنهای دیگر از آن زمان کشف شده اند ، تحقیقات اخیر این سؤال را مطرح کرده است که آیا مورفوژنهای قابل انتشار تنها عامل در زمینه های موقعیتی هستند.

هنگامی که Wolpert برای اولین بار این مدل را در سال 1969 پیشنهاد کرد ، مفهوم اطلاعات موقعیتی که توسط شیب های پراکنده تعیین می شود ، پیشگامانه بود. اگرچه از آن زمان که مدل Wolpert از آن خارج شده است ، مدل پرچم فرانسه چارچوب ابتدایی برای شکل گیری الگوی در جنین زایی را فراهم کرده است.

منابع

1. Crick ، Francis H. C. "انتشار در جنین زایی."طبیعت 225 (1970): 420 2
2. گریم ، الیور ، ماتیو کوپی و اریک ویسچوس."مدل سازی شیب دوقلو."توسعه 137 (2010): 2253-64.
3. کرزبرگ ، مایکل و لوئیس ولپرت."مشخص کردن اطلاعات موقعیتی در جنین: نگاه کردن به فراتر از مورفوژنها."سلول 130 (2007): 205-9.
4. لارنس ، پیتر ا. ، و مایکل لوین."توسعه موزائیک و نظارتی: دو چهره یک سکه."زیست شناسی فعلی 16 (2006): R236-9.
5. ریچاردسون ، مایکل K. "شیب های قابل انتشار خارج هستند - مصاحبه ای با لوئیس ولپرت."مجله بین المللی زیست شناسی توسعه 53 (2009): 659-62.
6. ولپرت ، لوئیس."اطلاعات مثبت و الگوی مجدداً مورد بررسی قرار گرفت."مجله زیست شناسی نظری 269 (2011): 359-65.
7. ولپرت ، لوئیس."اطلاعات مثبت و الگوی مکانی تمایز سلولی."مجله زیست شناسی نظری 25 (1969): 1-47.
8. ولپرت ، لوئیس. اصول توسعه. چاپ چهارم. نیویورک: انتشارات دانشگاه آکسفورد ، 2011.
9. ولپرت ، لوئیس. پیروزی جنین. Mineola ، NY: Dover ، 2008.

چگونه استناد کنیم

Resnik ، جک ، "مدل پرچم فرانسه". دائر ycl المعارف پروژه جنین (2011-05-19). ISSN: 1940-5030 http://embryo. asu. edu/handle/10776/2292.

ناشر

دانشگاه ایالتی آریزونا. دانشکده علوم زندگی. مرکز زیست شناسی و جامعه. دائر ycl المعارف پروژه جنین.