Czas mapowania losu komórki w rozwijającym się embrionie Kluczową kwestią dla rozwoju jest punkt, w którym komórka zmienia formę z niezróżnicowanej na pluripotencjalną. Zrozumienie podstawy molekularnej tych zmian może mieć nieocenione znaczenie dla medycyny regeneracyjnej. Badania podstawowe © Double Brain, Shutterstock Po zapłodnieniu w komórce 32-64 embrionu zidentyfikować można różne rodzaje komórek. Jednakże wciąż toczy się zażarta debata o to, czy istnieją różnice rozwojowe przed indukcją pluripotencji w wewnętrznej masie komórkowej (ICM), która staje się embrionem lub trofektodermą (TE), z której powstaje łożysko. W trakcie wcześniejszych badań zespół SIEAVD opracował test, za pomocą którego możliwe jest przeprowadzenie analizy postępów rozwoju preimplantacyjnego. Rozkład fluorescencyjny po teście fotoaktywności (FDAP) umożliwił przeprowadzenie analizy ilościowej kluczowego czynnika transkrypcji, Oct4, który kontroluje postępy preimplantacyjne na różnych stadiach rozwoju embrionu myszy. W ramach finansowanego ze środków UE projektu SIEAVD systematycznie stosowano zaawansowane narzędzia do obrazowania, aby wykryć najwcześniejsze oznaki różnic rozwojowych w celu przewidzenia procesu modelowania rozwoju komórki. Co jest szczególnie interesujące, naukowcy byli w stanie przewidzieć pluripotencję w embrionie nawet w stadium 4-komórkowym. Komórki o powolnej kinetyce Oct4 i wysokiej frakcji mobilnej często stawały się częścią ICM, podczas gdy większość komórek o szybkiej kinetyce Oct4 przekształcały się w TE. Aby dodatkowo zwiększyć dynamikę protein biorących udział w procesie, naukowcy wykorzystali obrazowanie in vivo, aby dokonać wizualizacji fluorescencyjnych białek, zmieniających kolor z zielonego na czerwony (ang. photoconvertible fluorescent proteins - pcFPs). Nie tylko umożliwiło to skuteczniejsze przeprowadzenie wysokowydajnych badań, ale pokazało również, że populacje zielonych i czerwonych białek mogą być śledzone jednocześnie. W ramach projektu SIEAVD wykorzystano również zmniejszoną fototoksyczność, uzyskaną dzięki metodzie konwersji podstawowej (ang. primed conversion). Poprzez udoskonalenie procesu zespół otworzył możliwość selekcji docelowych komórek i białek w sposób nieinwazyjny i zapewniający duży kontrast. Poprzez odkrycie mechanizmu molekularnego konwersji podstawowej naukowcy stworzyli wariacje możliwych do skonwertowania podstawowych i najbardziej znanych pcFPs zmieniających kolor z zielonego na czerwony, jak również kilka czujników, które można poddać fotokonwersji oraz modulatorów aktywności. W ten sposób drastycznie zwiększono ilość możliwych do śledzenia białek z jednego do wszystkich znanych pcFPs koralowców. W ramach projektu wykorzystano ulepszoną technikę konwersji podstawowej, jako potężne narzędzie, które pozwoliło przyjrzeć się powstawaniu asymetrii w embrionie ssaków. Udoskonalenie podstawowego przekształcalnego szybkiego obrazowania objętościowego otworzyło nową drogę dla rozwoju wszystkich blastomerów myszy, umożliwiając osiągnięcie bezprecedensowego poziomu precyzji pod względem czasu i przestrzeni. Słowa kluczowe Rozwój embrionu, pluripotencja, SIEAVD, obrazowanie, konwersja podstawowa
