Állati, növényi, vagy anyagtalan?

A békák, a gyümölcslegyek és a kerekesférgek tervvel kezdik az életet. Az emlősökről úgy gondolták, hogy más szabályok szerint játszanak. Most egy kutatás azt sugallja, hogy valójában az emlősök sejtjei ugyanolyan irányérzékkel indulnak, mint más állatokéi, de dönthetnek úgy, hogy figyelmen kívül hagyják azt.

Sok állat esetében a jövőbeli testtervük mintája már az embrióban kialakul, amely nem több, mint egy sejtcsomó; egyeseknél még a petesejtben is felismerhető. A Xenopus béka petéjének világos és sötét fele például nagyjából megfelel annak, ami végül a béka elülső és hátsó vége lesz.

A béka egyes sejtjei, amelyek közel vannak az embrió egyik végéhez, az “állati pólushoz”, a leendő szervezet bizonyos részeivé válnak. Az ellentétes véghez, a “vegetális” pólushoz közeli sejtek más részekké válnak, vagy teljesen különálló struktúrákká nőnek, hogy táplálják az embriót. A növekvő embrió e két pólus közötti tengely köré szerveződik. Ha eltoljuk egy embrionális béka sejtjeit, a leendő béka is összekuszálódik.

A placentával rendelkező emlősök, mint az egerek és az ember, embriói korán nem tesznek különösebb szerveződést. Ezt úgy gondolták, hogy a korai embrió sejtcsomójának sincs különösebb terve.

Az emlősöknél is megvan az a szerkezet, amely a békáknál az állati pólust jelöli. Úgy tűnik azonban, hogy ez a “pólustest” kevéssé befolyásolja az emlőssejtek sorsát. A sejtek áthelyezhetők, eltávolíthatók vagy akár felcserélhetők másokkal, és az így keletkező egér ugyanolyan egészséges, mint érintetlen testvére.

A kutatások most azt sugallják, hogy az ilyen rugalmasság ellenére az emlősök embriójának sejtjei sokkal inkább hasonlíthatnak más állatokéra: egy olyan tengely mentén szerveződnek, amely végigkövethető a petesejtektől a méhbe való beágyazódásig.

Magdalena Zernicka-Goetz, az angliai Cambridge-i Egyetem munkatársa és kollégái fluoreszcens fehérjék segítségével követték nyomon az egérembriók sejtjeinek fejlődését a mindössze néhány sejtből álló sejtektől egészen addig, amikor egy 32 sejtből álló üreges gömb beülteti magát a méhbe. Azt találták, hogy az állati pólushoz közeli sejtek a korai nyolccsejtes csomótól a sejtgolyó-stádiumig, a “blasztocisztáig” ugyanabban a relatív helyzetben maradtak.”

Azért, hogy teszteljék, hogy a sejtek megtartották-e a szerveződési mintázatot a fejlődés során, a csoport kombinált embriókat készített, amelyek teljes egészében állati vagy növényi pólusú sejtekből álltak. Az így kapott embriókból azonban normális, egészséges egerek nőttek ki.

Roger Pederson, aki az ezt megelőző kísérletekben közreműködött, azt mondja, hogy az adatok paradoxonnal szembesítik a kutatókat, és “a korai embrió plaszticitásának újbóli vizsgálatára kényszerítenek, mivel az összes klasszikus (emlős) vizsgálatot a pólusosság figyelembevétele nélkül végezték.”

A Harvard Egyetem fejlődésbiológusa, Elizabeth Robertson szerint ugyanis az összekuszált embriók sikeres fejlődése ellentmondani látszik a kutatók eredeti hipotézisének a szerveződő testtervről. De elismeri, hogy az embrionális emlőssejteknek lehet valamiféle korai elfogultságuk egy adott későbbi elrendeződés felé.”

Zernicka-Goetz egy olyan mechanizmust javasol, amely megmagyarázhatja csapata zavaros eredményeit. A polaritás a pusztulása után újra létrejöhet, ha a polaritásnak a petesejtben kialakuló gradiense okozza, javasolja. Másik lehetőség, hogy a polaritás az embrió környezetéből érkező jelekből ered.”

Bármi is legyen a mechanizmus, Pedersen szerint az eredmények azt sugallják, hogy “az emlősök mégsem különböznek annyira. Olyan, mintha az emlősöket visszahozták volna a nyájba”.

• 1. Ciemerych,M. A., Mesnard, D. & Zernicka-Goetz, M. Az egérpetesejt állati és vegetális pólusai előre jelzik az embrionális tengely polaritását, mégsem nélkülözhetetlenek a fejlődéshez. Development 127, 3467 – 3474 2000. | PubMed | ISI | ChemPort |
  2. Beddington,S. P. & Robertson, E. J. A tengelyfejlődés és korai aszimmetria az emlősökben. Cell 96, 195 – 209 1999. | cikk | PubMed | ISI |
  3. Weber,R. J., Pedersen, R. A. Wianny, F., Evans, M. J. & Zernicka-Goetz, M. Az egérembrió polaritása már a beültetés előtt előre látható. Development 126, 5591 – 5598 1999. | PubMed | ISI | ChemPort |