Zwierzęce, roślinne czy niematerialne?

Żaby, muszki owocowe i glisty rozpoczynają życie z planem. Ssaki, jak sądzono, grają według innych zasad. Teraz badania sugerują, że w rzeczywistości komórki ssaków mogą zaczynać z takim samym poczuciem kierunku, jak komórki innych zwierząt, ale mogą zdecydować się go zignorować.

Dla wielu zwierząt wzór dla ich przyszłego planu ciała pojawia się w embrionie, który jest nie więcej niż skupiskiem komórek; u niektórych można go nawet dostrzec w jaju. Jasne i ciemne połówki jaja żaby Xenopus, na przykład, z grubsza odpowiadają temu, co ostatecznie stanie się przednim i tylnym końcem żaby.

Które komórki żaby blisko jednego końca, „bieguna zwierzęcego”, zarodka stają się poszczególnymi częściami przyszłego organizmu. Komórki znajdujące się w pobliżu przeciwległego końca, bieguna „wegetatywnego”, stają się innymi częściami lub rozwijają się w zupełnie odrębne struktury pielęgnujące zarodek. Rosnący embrion jest zorganizowany wokół osi pomiędzy tymi dwoma biegunami. Przesunięcie komórek zarodka żaby wokół, a przyszła żaba będzie scrambled, too.

Mammals z łożyskami, jak myszy i ludzi, mają embriony, które sprawiają, że nie szczególne zobowiązanie organizacyjne wcześnie. Uważano, że oznacza to, że skupisko komórek wczesnego embrionu nie miało żadnego szczególnego planu.

Smaki mają tę samą strukturę, która wyznacza biegun zwierzęcy u żab. Ale to „ciało polarne” wydaje się wywierać niewielką kontrolę nad przeznaczeniem komórek ssaków. Komórki mogą być przenoszone, usuwane lub nawet zamieniane z innymi, a powstała w ten sposób mysz jest tak samo zdrowa jak jej nietknięty brat.

Teraz badania sugerują, że pomimo takiej elastyczności, komórki embrionu ssaka mogą być o wiele bardziej podobne do komórek innych zwierząt: zorganizowane wzdłuż osi, którą można prześledzić całą drogę od jaja do implantacji w macicy.

Magdalena Zernicka-Goetz z Uniwersytetu w Cambridge, UK, i jej koledzy wykorzystali białka fluorescencyjne do śledzenia rozwoju komórek w embrionach myszy od zaledwie kilku komórek do momentu, gdy pusta kula z 32 komórek zagnieżdża się w macicy. Odkryli oni, że komórki w pobliżu bieguna zwierzęcego pozostawały w tej samej pozycji względnej od wczesnego ośmiokomórkowego skupiska do stadium kuli komórkowej, „blastocysty”.”

Aby sprawdzić, czy komórki zachowały zorganizowany wzór przez cały okres rozwoju, zespół stworzył zarodki łączone, składające się w całości z komórek bieguna zwierzęcego lub wegetatywnego. Ale powstałe embriony nadal rosły w normalne zdrowe myszy.

Roger Pederson, który współpracował przy eksperymentach poprzedzających ten, mówi, że dane konfrontują badaczy z paradoksem i „zmuszają do ponownego zbadania plastyczności wczesnego embrionu, ponieważ wszystkie klasyczne badania (ssaków) zostały przeprowadzone bez uwzględnienia biegunowości.”

W rzeczywistości, pomyślny rozwój zakodowanych zarodków wydaje się zaprzeczać początkowym hipotezom badaczy o organizującym planie ciała, według biologa rozwojowego Elizabeth Robertson z Uniwersytetu Harvarda. Ale ona przyznaje, że embrionalne komórki ssaków mogą mieć jakiś rodzaj wczesnego uprzedzenia do danego późniejszego układu.

Zernicka-Goetz proponuje mechanizm, który może wyjaśnić mylące wyniki jej zespołu. Biegunowość może być przywrócony po jego zniszczeniu, jeśli jest to spowodowane przez gradient biegunowości w całej jajo, ona sugeruje. Alternatywnie, polarność może pochodzić z sygnału z embrionu środowiska.

Cokolwiek mechanizm, do Pedersen ustalenia sugerują, „że ssaki nie są tak różne po wszystkim. To tak, jakby ssak został przywrócony do owczarni.”

• 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. Rozwój osi i wczesna asymetria u ssaków. Cell 96, 195 – 209 1999. | Artykuł | PubMed | ISI |
  3. Weber,R. J., Pedersen, R. A. Wianny, F., Evans, M. J. & Zernicka-Goetz, M. Polarity of the mouse embryo is anticipated before implantation. Development 126, 5591 – 5598 1999. | PubMed | ISI | ChemPort |

.