{
    "version": "https:\/\/jsonfeed.org\/version\/1",
    "title": "Математик среди биологов: заметки с тегом геном",
    "_rss_description": "Я немного умею складывать, но от вычитания у меня всегда кружится голова",
    "_rss_language": "ru",
    "_itunes_email": "",
    "_itunes_categories_xml": "",
    "_itunes_image": "",
    "_itunes_explicit": "",
    "home_page_url": "https:\/\/antonlyakh.ru\/blog\/tags\/genom\/",
    "feed_url": "https:\/\/antonlyakh.ru\/blog\/tags\/genom\/json\/",
    "icon": false,
    "author": {
        "name": "Антон Лях",
        "url": "https:\/\/antonlyakh.ru\/blog\/",
        "avatar": false
    },
    "items": [
        {
            "id": "304",
            "url": "https:\/\/antonlyakh.ru\/blog\/all\/lev-belousov-morfogenez-eto-process-samoorganizacii\/",
            "title": "Лев Белоусов. Морфогенез — это процесс самоорганизации",
            "content_html": "<p class=\"lead\"><span class=\"conspectus\">Конспект статьи Л. В. Белоусова (2009)<\/span> «<a href=\"https:\/\/elibrary.ru\/item.asp?id=12836161\">Морфогенез, морфомеханика и геном<\/a>» с моими комментариями<\/p>\n<p class=\"big-center\">* * *<\/p>\n<ul>\n<li><i>Морфогенез<\/i> — это когда организм в процессе развития меняет форму и образует новые структуры.<\/li>\n<li>Любое развитие организма является морфогенезом.<\/li>\n<li>Механизмы морфогенеза до сих пор не понятны.<\/li>\n<li><i>Преформация<\/i> — гипотеза о том, что все структуры организма размечены изначально. Она не верна.<\/li>\n<li>Шаги морфогенеза не записаны в ДНК. Зная полный геном, невозможно предсказать этапы морфогенеза и во что превратится организм в финале.<\/li>\n<li>Скорее всего геном выступает в роли пассивного инструмента. Его использует организм для производства нужных ему молекулярных структур — в частности, белков. Но тогда что является организмом?<\/li>\n<li>Морфогенез — это процесс самоорганизации.<\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"big-center\">* * *<\/p>\n<h2>Морфогенез — это развитие организма, механизмы которого не понятны<\/h2>\n<p>Есть очень много работ, в которых описан морфогенез того или иного органа или организма в целом, и есть работы в которых высказываются гипотезы о движущих силах морфогенеза, но общепринятой теории морфогенеза нет.<\/p>\n<p>.conspectus Морфогенез  в широком понимании — это образование новых форм и структур (от внутриклеточных до макроскопических) в ходе эмбрионального развития организмов.<\/p>\n<p>Морфогенез текстуры панциря диатомовых не соответствует второй части определения, так как у микроводорослей нет эмбрионального развития. Но он соответствует первой части, потому что в процессе морфогенеза организм строит панцирь, то есть создает новые структуры.<\/p>\n<p class=\"conspectus\">Внутриклеточный морфогенез обычно называют <i>цитодифференцировкой<\/i>. С морфогенезом связан буквально каждый процесс индивидуального развития.<\/p>\n<p>Обычно говорят про морфогенез, а не цитодифференцировку панциря диатомовых.<\/p>\n<p class=\"big\">Морфогенез представляет собой наиболее подробный и в то же время упорядоченный процесс самоусложнения из всех происходящих как в живой, так и в неживой природе.<\/p>\n<p class=\"big\">Общепринятой теории морфогенеза до сих пор не существует.<\/p>\n<p class=\"conspectus\">Мы не можем ответить, почему по ходу развития одни пространственные структуры сменяются строго определенными другими или почему в некоторых случаях закономерные финальные структуры возникают из вариабельных и даже беспорядочных, находящихся на грани хаоса.<\/p>\n<p class=\"conspectus\">Как правило, вопрос [о причинах и механизмах регулирующих морфогенез] так и не ставиться. Подавляющее большинство исследователей вообще не рассматривает морфогенез как самостоятельную проблему. Более того, пока считается, что такой проблемы вообще не существует.<\/p>\n<h2>Гипотеза об изначальной разметке структур организма не верна<\/h2>\n<p class=\"conspectus\"><i>Преформация<\/i> — учение, утверждающее, что морфогенез как процесс самоусложнения вообще фиктивен, а все структуры организма пространственно размечены «изначально», в некоторый загадочный начальный момент времени.<\/p>\n<p>Есть аналогичная концепция претекстуры диатомовых (diatoms prepattern) — некого шаблона, на который осаждаются частички кремния, что формирует текстуру.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/books.google.ru\/books?id=WJrvj0pOJx0C&pg=PA192&lpg=PA192&dq=prepatern+diatom&source=bl&ots=HU9hmIYjXg&sig=ACfU3U2-IA7EDeCzFjPqI72EjUXWIyesiA&hl=ru&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=prepatern&f=false\">Отсюда<\/a> &darr;<\/p>\n<p>«How does an amorphous substance produce such a variety of organized shapes? Two major approaches have been followed: either (i) the pattern forms spontaneously out of silica by <i>diffusion limited aggregation<\/i> (DLA) or (ii) there is a prepattern of something else onto which or within which the silica precipitates (which begs the question as to what causes that pattern)» .<\/p>\n<p>«If silica is ’merely’ precipitated onto an already existed scaffold (prepattern), as some would hypothesize, then we ought to be able to construct artificial scaffolds for silica precipitation».<\/p>\n<p>«<b>The compustat<\/b> was conceived as a means of pushing diatom morphology to match any preconception we might have. It would work by visually scanning all diatoms in a small growth chamber with a digital camera attached to a motorized microscope, and matching the observed patterns against an ideal ’template’».<\/p>\n<p class=\"conspectus\">Преформация долгое время господствовала в эмбриологии. Хотя Г. Дриш в начале XX века открыл <i>эмбриональные регуляции<\/i> и строго доказал отсутствие изначальной «разметки», отдельные фрагменты этого воззрения существуют до сих пор.<\/p>\n<p><i>Эмбриональнае регуляция<\/i> — восстановление нормальной, геометрически правильной и полной структуры организма, несмотря на удаление, добавление или перемешивание его части. Тогда значение каждого элемента системы есть функция его положения.<\/p>\n<p>Для объяснения морфогенеза используют: позиционную информацию, морфогенетическое поле, мозаичность развития, недришевские регуляции, внеклеточный матрикс, механические напряжения.<\/p>\n<h2>Геном не содержит алгоритма морфогенеза<\/h2>\n<div class=\"conspectus\"><p>К ним [воззрениям о преформации] относится утверждение, что<\/p>\n<blockquote>\n<p>сам по себе развивающийся организм не обладает самостоятельной динамикой, а лишь пассивно воспринимает предельно детализированную информацию, записанную на матрице. Таковы представления о том, что морфогенез и вообще все процессы развития «запрограммированы генетически».<\/p>\n<\/blockquote>\n<p>Доведение этого утверждения до логического предела означало бы, что<\/p>\n<blockquote>\n<p>если мы располагаем полной информацией о структуре генома особи, мы сможем предсказать ее морфогенез.<\/p>\n<\/blockquote>\n<p>Вся совокупность имеющихся фактов показывает несостоятельность этого утверждения.<\/p>\n<\/div><p>См. например, «<a href=\"https:\/\/elibrary.ru\/item.asp?id=26191408\">Пути „гены-признаки“ неисповедимы<\/a>» и «<a href=\"http:\/\/elar.usfeu.ru\/handle\/123456789\/8023\">От генетики к эконике<\/a>». Здесь речь идет об <i>эпигенетике<\/i>, когда геном задает архитектуру системы, а некоторая (неизвестная) надгенетическая среда и внешние факторы формируют программный код, что вместе создает организм.<\/p>\n<p class=\"conspectus\">Морфогенез лишь в малой степени видоспецифичен.<\/p>\n<p class=\"big\">Наиболее фундаментальные процессы [морфогенеза] протекают сходным образом у генетически весьма различных организмов<\/p>\n<p>Значит <i>алгоритм морфогенеза<\/i> записан на надгенетическом уровне. Если он вообще где-то записан, а не создается по мере «выполнения». Ну как самораспаковывающийся код самовыполнемой программы.<\/p>\n<p class=\"big\">Геном и морфогенез — сущности совершенно разного порядка<\/p>\n<p class=\"conspectus\">Гены всегда рассматриваются как статические дискретные факторы, тогда как морфогенез — это разворачивающийся в пространстве-времени непрерывный (континуальный — не расчленяемый на отдельные признаки) процесс. Понятно, что прямая проекция одного на другое невозможна.<\/p>\n<p class=\"big\">Даже если принять, что каждый шаг морфогенеза связан с активацией или репрессией отдельных генов (на самом деле это не так), то пространственно-временное расписание активации и репрессии генов должно определяться не ими самими, а вне- (эпи-) генетическими факторами, прямо или косвенно связанными с морфогенезом.<\/p>\n<p>Интересно, как исследователи соотносят гены и морфогенез диатомовых?<\/p>\n<div class=\"conspectus\"><p>Исследования последних десятилетий говорят о существенно большем:<\/p>\n<blockquote>\n<p>оказалось, что одни и те же (точнее гомологичные) наборы генов, белковые факторы или сигнальные каскады обеспечивают совершенно разные морфогенетические процессы<\/p>\n<\/blockquote>\n<p>как у разных видов, так и на разных стадиях развития одного и того же вида.<\/p>\n<\/div><p>Все-таки, геном задает конечную конструкцию организма или нет? Или он задает приблизительный финальный вид, который может варьировать в определенных пределах?<\/p>\n<div class=\"conspectus\"><p>С другой стороны<\/p>\n<blockquote>\n<p>гомологичные эмбриональные структуры у близких видов могут иметь негомологичное генетическое обеспечение.<\/p>\n<\/blockquote>\n<p>Это было ясно уже Н. И. Вавилову и позже <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1016\/S0959-437X(98)80036-1\">было подтверждено<\/a>.<\/p>\n<\/div><p>В статье по ссылке не разбирался.<\/p>\n<p class=\"big\">Зная, какой ген экспрессируется или какой сигнальный каскад в данный момент развития и в данной локализации работает, мы ничего не можем сказать о том, какой морфогенетический процесс состоится.<\/p>\n<p class=\"conspectus\">Очевидно, что природа располагает весьма ограниченным набором генетических факторов и сигнальных путей, которыми <i>организм распоряжается согласно плану своего развития как необходимыми, но не содержащими информацию орудиями.<\/i> Так молоток необходим, чтобы забить гвоздь, но не он определяет, где и когда гвоздь будет забит.<\/p>\n<p>Наглядная аналогия генома и молотка.<\/p>\n<p>То есть не геном управляет конечным устройством организмов, а организм распоряжается геномом, для построения себя, согласно <i>плану своего развития<\/i>. То есть план развития записан не в геноме.<\/p>\n<p class=\"conspectus\">То есть трудно избежать парадоксального утверждения, что генетические факторы вовсе не содержат в себе сколько-нибудь однозначно информации о развитии.<\/p>\n<p class=\"big\">Информация о развитии [алгоритм морфогенеза] возникает по ходу дела в самой развивающейся системе<\/p>\n<p class=\"big\">Это вплотную подводит нас к представлению о морфогенезе как о процессе <i>само<\/i>организации.<\/p>\n<p>—-<\/p>\n<p>Если вам вдруг непреодолимо захотелось меня поблагодарить, переведите мне 250 руб. на ароматный капучино с маленьким пироженным.<\/p>\n<iframe src=\"https:\/\/yoomoney.ru\/quickpay\/fundraise\/button?billNumber=wfB4EAHx4LE.231103&\" width=\"330\" height=\"50\" frameborder=\"0\" allowtransparency=\"true\" scrolling=\"no\"><\/iframe>\n<p>​<\/p>\n",
            "date_published": "2019-08-19T22:42:18+03:00",
            "date_modified": "2025-05-13T00:08:02+03:00",
            "_date_published_rfc2822": "Mon, 19 Aug 2019 22:42:18 +0300",
            "_rss_guid_is_permalink": "false",
            "_rss_guid": "304",
            "_e2_data": {
                "is_favourite": true,
                "links_required": [],
                "og_images": []
            }
        }
    ],
    "_e2_version": 3559,
    "_e2_ua_string": "E2 (v3559; Aegea)"
}