Geny i rozwoj

Badanie rozwoju, który można zdefiniować jako zespół--wszystkich zmian zachodzących w życiu osobnika; dotyczy najbardziej fascynujących, a zarazem najtrudniejszych problemów współczesnej biologii. Szczególne zainteresowanie budzi sposób specjalizacji i organizacji komórek tworzących złożony organizm. Podczas wielu podziałów niezbędnych do przekształcenia pojedynczej komórki w organizm wielokomórkowy, poszczególnym grupom komórek w wyniku determinacji komórkowej zostaje przypisany określony wzór aktywności genów. Ostatnim krokiem w specjalizacji komórki jest jej różnicowanie. Zróżnicowana komórka ma ściśle określoną budowę i charakterystyczny metabolizm. Jeszcze bardziej intrygującą częścią układanki rozwojowej wydaje się kształtowanie budowy ciała, tj. morfogeneza, podczas której komórki zajmujące określone położenie w zarodku różnicują się i organizują przestrzennie w rozpoznawalne struktury. Morfogeneza zachodzi w czasie wielostopniowego procesu wyznaczania planu budowy organizmu, który obejmuje sygnalizację komórkową, zmiany kształtu i migracje komórek. Do późnych lat 70. XX w. nie znano sposobu współdziałania genów i sygnałów płynących ze środowiska wewnętrznego i zewnętrznego organizmu w regulacji procesów rozwojowych. Mimo że udało się zidentyfikować pewne geny wpływające na przebieg rozwoju, nie wiedziano dokładnie, jakie funkcje pełnią one w organizmie. Tradycyjne metody badawcze nie sprzyjały odkrywaniu genetycznych interakcji zachodzących podczas rozwoju. Dopiero rozwój technik biologii molekularnej, np. technologii rekombinacji DNA, skłonił badaczy do poszukiwania osobników o zmutowanym rozwoju i zastosowania bardziej wyrafinowanych metod ich badania. Obecnie uczeni zainteresowani biologią rozwoju badają mutanty organizmów modelowych, wykazujące zaburzenia rozwojowe. Wykorzystują w tym celu narzędzia inżynierii genetycznej w połączeniu z bardziej tradycyjnymi metodami opisowymi i eksperymentalnymi, co pozwala lepiej zrozumieć, jak informacja genetyczna reguluje przebieg rozwoju.