Geny wpływające na los komórek we wczesnym okresie zarodkowym
Po zapłodnieniu oocyty ssaków przechodzą szereg podziałów, zwanych bruzdkowaniem, co ostatecznie prowadzi do rozwoju blastocysty. Okres prowadzący do formowania blastocysty to rozwój poprzedzający zagnieżdżanie, który charakteryzuje się zwiększeniem liczby komórek i pojawieniem trzech różnych linii komórkowych. Powodzenie w tworzeniu się tych linii daje początek wszystkim typom komórek potrzebnych we wzrastającym płodzie i wspomagających tkankach niebędących zarodkiem (np. łożysku). Ten proces określania losu komórek jest zarządzany przez ściśle regulowane wzorce ekspresji genów. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu IDNOVCELFAT2011 (Identification and characterisation of novel cell-fate influencing genes in pre-implantation mouse development) skupili się na regulacji formowania linii komórek na etapach rozwoju mysiego zarodka przed zagnieżdżeniem. W szczególności naukowcy mieli zamiar zidentyfikować i scharakteryzować nowe geny i mechanizmy, które wpływają na pojawianie się trzech linii komórkowych blastocysty. Uczeni przeprowadzili bioinformatyczną analizę dostępnych danych dotyczących ekspresji genów w mysim zarodku przed zagnieżdżeniem, aby zidentyfikować potencjalnie nowe geny odpowiedzialne za los komórek. Geny te zostały następnie poddane eksperymentalnej deregulacji w kontekście tworzenia mysiego zarodka przed zagnieżdżeniem, poprzez wyciszenie lub nadekspresję. Następnie porównano prawidłowe formowanie linii komórkowych blastocysty z próbą kontrolną. Wyniki wskazują na rolę genu Socs3 w regulacji stopnia podziałów komórkowych, jako że ablacja genetyczna skutkowała większą liczbą komórek w blastocyście. Ten sam gen wpływa również na późniejsze etapy oogenezy poprzez stabilizowanie funkcji wrzeciona kariokinetycznego. Ponadto badanie wykazało, że gen Tead4 może wpływać na różnicowanie w kierunku linii endodermy podstawowej i trofoblastu poprzez nasilanie ekspresji genów specyficznych względem linii. Obserwacje badawcze wskazują na Tead4 jako podstawę zintegrowanego mechanizmu określania losu komórek na wczesnych etapach rozwoju zarodkowego. Ponadto naukowcy odkryli szczególną rolę genów typu p38Mapk podczas rozwoju mysiego zarodka przed zagnieżdżeniem. Przy użyciu specyficznych inhibitorów odkryto, że inhibicja genów na etapie dwukomórkowym skutkuje zahamowaniem rozwoju zarodka przed formowaniem blastocysty. Spekuluje się, że dzieje się tak z powodu defektów metabolicznych, obejmujących inhibicję autofagii. Reasumując, wyniki projektu dostarczają fundamentalnej wiedzy o wczesnych zdarzeniach molekularnych, które określają los komórek w zarodku przed zagnieżdżeniem. Wyniki te można zastosować w przypadku zapłodnienia pozaustrojowego i w uzyskiwaniu terapeutycznych typów komórek macierzystych.
Słowa kluczowe
Zarodek, przed zagnieżdżeniem, blastocysta, Socs3, Tead4, p38Mapk, zapłodnienie pozaustrojowe
