איפה לשים ראש וזנב?

פרסומת
X-ray_Promo1


היווצרות של צירי הגוף היא חלק קריטי בהתפתחות העוברית. הם מבטיחים שכל חלקי הגוף מגיעים למקום שבו הם שייכים ושלא צומחות אוזניים על הגב שלנו. ציר ראש-זנב, למשל, קובע את הכיוון של שני קצוות הגוף. בעבר ההנחה הייתה שציר זה נקבע במידה רבה על ידי משחק הגומלין בין האותות Nodal ו-BMP.

פרסומת

עם זאת, נראה שיש שחקן נוסף במערכת זו, כפי שגילו כעת קבוצות המחקר בראשות כריסטיאן שרוטר במכון מקס פלנק לפיזיולוגיה מולקולרית בדורטמונד ואיבן בדז'וב במכון מקס פלנק לביורפואה מולקולרית במינסטר באמצעות שימוש בעובר. מערכת מודל כמו שפיתחו. בהיעדר BMP, מולקולת האיתות בטא-קטנין לוקחת על עצמה את תפקיד האנטגוניסט הנודל. מנגנון חדש זה יכול להיות פתרון גמיש להיווצרות ציר בעוברים בעלי צורות שונות.

תוכנית הגוף הבסיסית שלנו נקבעת בשלב מוקדם במהלך ההתפתחות העוברית על ידי היווצרות של שלושה צירי גוף. במילים פשוטות, הם קובעים היכן למעלה ולמטה, מלפנים ומאחור וימין ושמאל. ציר ראש-זנב קובע את מיקומם של שני פתחי הגוף, הפה ופי הטבעת. ההפעלה של גנים מווסתים שונים לאורך ציר ראש-זנב ושני צירי גוף נוספים מובילה להתפתחות של סוגי תאים ורקמות מסוימים. בדרך זו, הצירים קובעים את התוכנית לצורת הגוף המאוחרת יותר. עם זאת, למרות תפקיד חשוב זה, שאלות רבות לגבי היווצרות הציר נותרו ללא מענה.

עכברים נראים כמו כוסות…

במונחים אבולוציוניים, ציר ראש-זנב הוא ציר הגוף העתיק ביותר והוא נקבע בשלב מוקדם בהתפתחות העוברית. בעכברים, הוא מתפתח רק כמה ימים לאחר ההפריה. בשלב זה, העובר נראה כמו כוס המורכבת משתי שכבות של תאים ומכסה עבה. בתחתית הכוס מתפתחת אוכלוסיית תאים חדשה בשכבת התאים החיצונית, האנדודרם הקרביים. התאים של מה שנקרא אנדורם visceral קדמי (AVE) אז נעים לכיוון קצה הכוס ועוצרים בערך באמצע הדרך. בשלב זה, הראש מתפתח משכבת ​​התאים הפנימית של הכוס, האפיבלסט, והזנב מתפתח בצד הנגדי. בעבר ההנחה הייתה שתהליך זה מופעל ונשלט על ידי האנטגוניזם של שני אותות מולקולריים. האפיבלסט פולט Nodal, בעוד שהמכסה, האנדודרם החוץ-עברי, משחרר את ה-BMP המקביל. החלק התחתון של הכוס, שנמצא הכי רחוק מהמכסה, מקבל את הכמות הנמוכה ביותר של אות BMP. כתוצאה מכך, האות Nodal שולט שם ואוכלוסיית ה-AVE מבדילה.

… בני אדם אוהבים דיסקים

במחקר הנוכחי שלהם, חוקרי מקס פלאנק הצליחו לזהות שחקן מפתח נוסף ביצירת ציר. לשם כך הם פיתחו מערכת מודל חדשנית דמוית עובר המורכבת משכבת ​​אפיפלאסט ושכבה של תאי VE – כוס ללא מכסה. הם השיגו זאת בטיפול ממוקד ומבוקר בתאי גזע עובריים של עכברים עם גורמי גדילה. ולמרות היעדר איתות BMP מהרקמה החוץ-עוברית, אוכלוסיית תאי AVE הצליחה להיווצר מתאי ה-VE – נקודת המוצא לפיתוח ציר הגוף הראשון. החוקרים הצליחו להראות כי נדרשת לשם כך בטא-קטנין, מולקולת איתות שבעבר הייתה ידועה רק כמווסת של ציר גוף אחר בהתפתחות עוברית. "ייתכן בהחלט שגם לבטא-קטנין תפקיד חשוב בהתפתחות ציר ראש-זנב בעוברים אנושיים. העובר האנושי מזכיר יותר דיסק מאשר כוס. לכן סביר מאוד שהתפלגות ה-BMP שונה לגמרי מזה בעובר העכבר ושמנגנונים אחרים משחקים תפקיד ביצירת ציר הגוף הראשון", אומר כריסטיאן שרוטר.

תאי גזע באותו אורך גל

"האגרגטים הדו-שכבתיים דמויי העובר שלנו היו המפתח להצלחה שלנו. מחקרים אחרים משתמשים בדרך כלל בתערובת של שורות תאי גזע שונות. עם זאת, אוכלוסיות התאים שהשתמשנו בהן מגיעות משורת תאי גזע אחת בלבד. זה אומר שלא רק יש להן רקע גנטי זהה, אבל גם מנצלים את אותן מערכות תקשורת אפשר גם לומר שהן על אותו אורך גל", אומר שרוטר. "אגרגטים של תאי גזע עובריים אנושיים המבוססים על המערכת שלנו יכולים להיות כלי ניסוי מבטיח לחקור אירועים במהלך התפתחות עוברית בעתיד."



קישור לכתבת המקור – 2024-06-18 18:54:47

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר