Танцующие эмбрионы

Ученые из Европейской лаборатории молекулярной биологии, EMBL, European Molecular Biology Laboratory (Германия), исследовали этот вопрос, экспериментируя с мышиными эмбрионами. Бластомеры за счет перестроек цитоскелета и клеточной мембраны перемещаются друг относительно друга. Ученые выяснили, что, в зависимости от того, насколько сильно клетка умеет определенным образом сокращаться, она переместится внутрь и станет эмбриональной или останется на поверхности и даст начало плаценте: клетки, которые сокращаются как минимум в полтора раза сильнее, чем их соседи, движутся внутрь. Но почему одни клетки сокращаются сильнее, чем другие?

Цитоскелет клетки – актиновые нити микрофиламентов, связанные с сократительными белками типа миозинов, и микротрубочки из белка тубулина - это не только собственно «скелет» клетки, это подвижная структура, которая непрерывно преобразуется в соответствии с текущими задачами, и заодно выполняющая ряд регуляторных функций.

Говорят, что у цитоскелетных конструкций есть полярность, например, это полярность нитей митотического веретена, управляющих движением хромосом к разным полюсам клетки при ее делении. У упорядоченно расположенных клеток, например, у клеток эпителия, выстилающих стенку сосуда, верхушечный (апикальный) полюс будет «смотреть» внутрь сосуда, а основание (базальный полюс) будет там, где клетки прикреплены к подложке. Между полюсами упорядоченно располагаются белковые комплексы, обеспечивающие функции цитоскелета.

Ученые обнаружили, что при дроблении зиготы разные бластомеры получают разное количество апикальных белков цитоскелета, и клетки, которым досталось меньше определенных апикальных белков, сокращаются сильнее. Наоборот, клетки, получившие больше апикальных белков, сокращаются слабее.

Правда, результат следующего эксперимента удивил исследователей. Они остановили перемещения клеток внутри развивающейся бластоцисты, проведя эксперимент с эмбрионами-нокаутами по гену Myh9, кодирующему белок миозин-9. Ожидалось, что клетки, которые должны бы были уйти внутрь, но принудительно оставленные на поверхности, станут клетками плаценты. Однако они все равно становились эмбриональными клетками.

Как было показано годом раньше, все клетки эмбриона в первые дни его существования немного «танцуют», это можно представить в виде волн сокращений. Но к третьему-четвертому дню жизни эмбриона клетки, которые дадут начало плаценте, уже не «танцуют». Если эти данные будут справедливы и для эмбриона человека, а первые этапы развития мышиных и человеческих эмбрионов похожи, их смогут использовать врачи, проводящие экстракорпоральное оплодотворение, в процессе предимплантационных диагностических тестов оплодотворенных эмбрионов. Знание о том, какие клетки станут плацентарными, а какие эмбриональными, даст возможность выбрать ту или другую для проведения генетического скрининга.

Фото: https://www.flickr.com ZEISS Microscopy. Авторские права https://creativecommons.org, был изменен размер картинки и https://www.flickr.com

Подготовила Мария Перепечаева