Dyr, grøntsager eller immaterielt?

Grotter, frugtfluer og rundorme starter livet med en plan. Man troede, at pattedyr spillede efter andre regler. Nu tyder forskning på, at pattedyrs celler faktisk starter med den samme retningssans som andre dyrs celler, men at de kan vælge at ignorere den.

For mange dyr opstår mønsteret for deres fremtidige kropsplan i et embryo, der ikke er andet end en klynge celler; hos nogle kan det endda spores i ægget. Den lyse og mørke halvdel af en Xenopus-frøs æg svarer f.eks. nogenlunde til det, der i sidste ende bliver frøens for- og bagende.

Visse frøceller tæt på den ene ende, “dyrepolen”, af embryoet bliver til særlige dele af den fremtidige organisme. Celler nær den modsatte ende, den ‘vegetale’ pol, bliver til andre dele eller vokser til helt separate strukturer, der skal nære embryoet. Det voksende embryo er organiseret omkring en akse mellem disse to poler. Hvis man flytter rundt på cellerne i en embryonal frø, vil den fremtidige frø også blive rodet rundt.

Pattedyr med moderkager, som mus og mennesker, har embryoner, der ikke foretager nogen særlig organisatorisk forpligtigelse tidligt i forløbet. Man troede, at dette betød, at klyngen af celler i det tidlige embryo heller ikke havde nogen særlig plan.

Pattedyr har den samme struktur, som markerer den animalske pol hos frøer. Men dette “pollegeme” synes kun at udøve ringe kontrol over pattedyrcellernes skæbne. Cellerne kan flyttes, fjernes eller endog byttes med andre, og den resulterende mus er lige så sund som sin uberørte bror.

Nu tyder forskning på, at pattedyrsembryoets celler på trods af denne fleksibilitet måske minder meget mere om andre dyrs celler: de er organiseret langs en akse, der kan spores hele vejen fra æg til implantation i livmoderen.

Magdalena Zernicka-Goetz fra University of Cambridge, Storbritannien, og hendes kolleger brugte fluorescerende proteiner til at følge udviklingen af celler i museembryoner fra kun få celler til det tidspunkt, hvor en hul kugle af 32 celler implanterer sig i livmoderen. De fandt, at celler nær dyrepolen forblev i den samme relative position fra den tidlige klynge på otte celler til cellekugle-stadiet, “blastocysten”.

For at teste, om cellerne beholdt et organiserende mønster gennem hele udviklingen, lavede holdet kombinerede embryoner, der udelukkende bestod af dyre- eller plantepolceller. Men de resulterende embryoner voksede stadig til normale, sunde mus.

Roger Pederson, der samarbejdede om eksperimenterne forud for dette forsøg, siger, at dataene konfronterer forskerne med et paradoks og “tvinger til en fornyet undersøgelse af plasticiteten i det tidlige embryo, fordi alle de klassiske (pattedyr) undersøgelser blev udført uden hensyntagen til polaritet.”

Den vellykkede udvikling af de forvrængede embryoner synes faktisk at modsige forskernes oprindelige hypoteser om en organiserende kropsplan, ifølge udviklingsbiolog Elizabeth Robertson fra Harvard University. Men hun indrømmer, at embryonale pattedyrceller kan have en form for tidlig skævhed i retning af en given senere opstilling.

Zernicka-Goetz foreslår en mekanisme, der kan forklare hendes holds forvirrende resultater. Polariteten kan blive genetableret efter dens ødelæggelse, hvis den skyldes en gradient af polaritet på tværs af ægget, foreslår hun. Alternativt kan polariteten komme fra et signal fra embryonets omgivelser.

Hvilken mekanisme der end måtte være tale om, tyder resultaterne for Pedersen på, “at pattedyrene ikke er så forskellige alligevel. Det er som om, at pattedyret er blevet bragt tilbage i folden.”

• 1. Ciemerych,M. A., Mesnard, D. & Zernicka-Goetz, M. Animal and vegetal poles of the mouse egg predict the polarity of the embryonic axis, yet are non-essential for development. Development 127, 3467 – 3474 2000. | PubMed | ISI | ChemPort |
  2. Beddington,S. P. & Robertson, E. J. Aksens udvikling og tidlig asymmetri hos pattedyr. Cell 96, 195 – 209 1999. | Artikel | PubMed | ISI |
  3. Weber,R. J., Pedersen, R. A. Wianny, F., Evans, M. J. & Zernicka-Goetz, M. Polaritet hos museembryoet er forventet før implantation. Development 126, 5591 – 5598 1999. | PubMed | ISI | ChemPort |