Skip to main content

Article Category

Wiadomości

Article available in the folowing languages:

Nowe informacje na temat rozwoju embrionalnego

Badania prowadzone w Europejskim Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL), a finansowane ze środków unijnych, pomogły naukowcom zyskać nową wiedzę na temat rozwoju embrionalnego. Dzięki ostatnio opracowanemu mikroskopowi, naukowcy byli w stanie obserwować pierwszą dobę życia ...

Badania prowadzone w Europejskim Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL), a finansowane ze środków unijnych, pomogły naukowcom zyskać nową wiedzę na temat rozwoju embrionalnego. Dzięki ostatnio opracowanemu mikroskopowi, naukowcy byli w stanie obserwować pierwszą dobę życia danio pręgowanego, począwszy od stadium jednej komórki do 20.000 komórek. Na podstawie danych zebranych w czasie obserwacji, Philipp Keller wraz z kolegami z EMBL opracował trójwymiarowy obraz cyfrowy embriona danio pręgowanego. Wyniki ich badań opublikowano niedawno w czasopiśmie Science. "Cyfrowy embrion jest jak Google EarthTM rozwoju embrionalnego. Umożliwia ogląd wszystkiego, co dzieje się w ciągu pierwszej doby i pozwala na dokładną obserwację wszystkich szczegółów na poziomie komórkowym i subkomórkowym" - powiedział dr Joachim Wittbrodt, dawnej z EMBL. Wykorzystanie skanującego laserowego mikroskopu konfokalnego umożliwiło naukowcom obserwowanie z wyjątkową dokładnością lokalizacji i ruchu jąder komórkowych w czasie pierwszych, kluczowych godzin rozwoju embrionalnego. Mikroskop skanuje żywy organizm z różnych kierunków za pomocą warstwy światła. Następnie komputery kompilują dane, by stworzyć trójwymiarowy obraz. Dokładniej, skan mikroskopowy dostarczał obrazy in vivo embriona danio pręgowanego przy użyciu 1,5 miliarda vokseli (trójwymiarowe odpowiedniki pikseli w grafice dwuwymiarowej) na minutę. "Wyobraźmy sobie jednodniową obserwację z kosmosu wszystkich mieszkańców miasta przy użyciu teleskopu. To daje obraz, czym jest śledzenie dziesiątek tysięcy komórek, z których zbudowany jest embrion kręgowca - tyle tylko, że komórki poruszają się w trzech wymiarach" - wyjaśnia Philipp Keller. Keller przeprowadził badania w laboratoriach EMBL dr Wittbrodta we współpracy z Annette Schmidt. To pierwsze tego typu obserwacje tak złożonego organizmu, jakim jest kręgowiec, które pokazują, że podstawowe ruchy komórek tworzących później serce i inne organy są inne niż wcześniej zakładano. Co więcej, naukowcy odkryli, że to sygnały z matczynej części genomu wywołują pierwsze przerwanie symetrii morfodynamicznej na początku rozwoju. W procesie tym określona zostaje oś głowo-ogonowa ciała ryby. Obserwacja rozwoju komórek i zrejestrowanie wszystkich trajektorii ich ruchów "ma wyjątkowe znaczenie dla ostatecznego powiązania funkcji genu z morfogenetycznym wynikiem" - wyjaśnia dr Wittbrodt. "Z uwagi na powyższe, jestem przekonany, iż fundamentalne znaczenie ma zyskanie przez nas możliwości, z jednej strony, odwzorowania wszystkich ruchów komórek i ostatecznie - w perspektywie długoterminowej - powiązanie ich z genomem i wszystkimi posiadanymi przez nas informacjami genotypowymi." Danio pręgowany to ryba słodkowodna, która ma niemal przezroczyste ciało we wczesnych stadiach rozwoju. Ta szczególna cecha daje wyjątkową możliwość obserwowania wewnętrznej anatomii ryby i sprawia, że danio pręgowany jest wysoko cenionym organizmem modelowym w badaniach nad rozwojem embrionalnym, w toksykologii i toksykopatologii oraz w badaniach nad funkcją poszczególnych genów i rolą szlaków sygnalizacyjnych. Naukowcy poszerzają obecnie zastosowanie nowej techniki w celu opracowania cyfrowych wersji innych organizmów modelowych, takich jak embriony mięczaków, kury i innych zwierząt. Wyniki zostaną udostępnione szerokiej publiczności i społeczności naukowej, aby można je było wykorzystać w nauczaniu akademickim i badaniach. Część środków na sfinansowanie badań pochodziła z projektu PLURIGENES (Geny powiązane z pluripotencją do odróżnicowania komórek nerwowych w komórki pluripotencjalne), finansowanego w ramach tematu "Nauki przyrodnicze" Szóstego Programu Ramowego (6PR) Komisji Europejskiej.

Powiązane artykuły