В более позднем описании своей модели Дэвидсон и Бриттен указывают, что в таких случаях, как у зародышей морских ежей, у которых во всех клетках или на всех стадиях, по-видимому, содержатся одни и те же ядерные транскрипты, но различные наборы мРНК, интеграция может осуществляться при помощи транскриптов повторяющихся последовательностей, воздействующих на процессинг транскриптов, содержащих комплементарные копии данной повторяющейся последовательности. Однако, как показали Дермен и др. (Derman et al.), в исследованных ими тканях млекопитающих разнообразие мРНК зависит от дифференциальной транскрипции. Несмотря на потенциальную важность процессинга РНК для регуляции генной репрессии, первоначальная модель регуляции транскрипции, предложенная Бриттеном и Дэвидсоном, может служить разумным приближением к тому, как может происходить тканеспецифичная интеграция действия генов.
Рис. 12-2. Функции тканевой интегрирующей системы, регулирующей характер экспрессии батарей генов в клетках двух разных типов. Толстыми стрелками показаны индукционные или гормональные сигналы, поступающие в клетку извне. Эти сигналы вступают во взаимодействие с соответствующим сенсором, активируя определенный ген-интегратор. Продукт этого гена взаимодействует со специфическими регуляторными генами (R), примыкающими к структурным генам (Р). (Схема основана на модели Бриттена и Дэвидсона.)
Следует обратить внимание на некоторые особенности этой модели. Во-первых, гены могут использоваться в различных сочетаниях, образуя характерные тканеспецифичные батареи активных генов. Во-вторых, в такие батареи может входить большое число генов и, как указывает Кауфман (Kauffman) крупномасштабные взаимодействующие сети стабильны. Стабильность их может быть усилена наличием петель обратной связи, в которых продукт активированного структурного гена, являющегося членом такой батареи, может в свою очередь поддерживать активность соответствующих генов-интеграторов. В результате образуется усилительный контур, поддерживающий тканевую дифференцировку даже в отсутствие первоначального индукционного сигнала. В-третьих, для активации сложной батареи генов, определяющих биохимическую дифференцировку какой-либо ткани, необходим всего лишь простой набор сигналов, поступающих извне. Это согласуется с простотой химического строения гормонов и индукторов.
Установлено существование регуляторных элементов, обладающих некоторыми свойствами, постулированными для регуляторов тканевой интеграции. Абрахам и Доан (Abraham, Doane) на очень выразительном примере показали, что локализованная экспрессия структурного гена, кодирующего α-амилазу в заднем участке средней кишки дрозофилы, контролируется регуляторным геном, активным в
В соответствии с нашими прежними обобщениями относительно регуляции развития, модель Бриттена и Дэвидсона выявляет функции переключения. Однако содержащихся в ней интегрирующих регуляторов недостаточно для управления морфогенезом. Например, передние и задние конечности позвоночных образованы из одних и тех же тканей: поперечнополосатых мышц, кожи, нервной и соединительной тканей и т. п. Если провести тонкий анализ тканей руки и ноги, то окажется, что они идентичны по характеру генной экспрессии, обладают одинаковыми тканеспецифичными батареями генов и тканевыми интегрирующими системами. Интеграция на уровне ткани действительно существует и играет важную роль в развитии, но для морфогенеза необходима интеграция иного рода, с участием иерархических систем, способных производить двоичный выбор в ответ на пространственно детерминированные типы информации. Такую интеграцию на уровне организма мы называем организменной интеграцией.
