Animale, vegetale sau imateriale?

Cârtițele, muștele de fructe și viermii rotunzi încep viața cu un plan. Se credea că mamiferele joacă după reguli diferite. Acum, cercetările sugerează că, de fapt, celulele mamiferelor ar putea începe cu același simț al direcției ca și cele ale altor animale, dar pot alege să îl ignore.

Pentru multe animale, modelul viitorului lor plan corporal apare într-un embrion care nu este mai mult decât o aglomerare de celule; la unele dintre ele, acesta poate fi distins chiar în ou. De exemplu, jumătățile deschisă și întunecată ale unui ou de broască Xenopus corespund aproximativ la ceea ce va deveni în cele din urmă capetele din față și din spate ale broaștei.

Certe celule de broască aflate în apropierea unui capăt, „polul animal”, al embrionului devin părți particulare ale viitorului organism. Celulele din apropierea capătului opus, polul „vegetal”, devin alte părți sau se dezvoltă în structuri complet separate pentru a hrăni embrionul. Embrionul în creștere este organizat în jurul unei axe între acești doi poli. Mutați celulele unei broaște embrionare de colo-colo și viitoarea broască va fi și ea amestecată.

Mamiferele cu placentă, precum șoarecii și oamenii, au embrioni care nu își asumă niciun angajament organizatoric deosebit la început. S-a crezut că acest lucru înseamnă că nici grupul de celule ale embrionului timpuriu nu avea un plan anume.

Mamiferele au aceeași structură care marchează polul animal la broaște. Dar acest „corp polar” pare să exercite puțin control asupra destinului celulelor mamiferelor. Celulele pot fi mutate, îndepărtate sau chiar schimbate cu altele, iar șoarecele rezultat este la fel de sănătos ca și fratele său neatins.

Acum, cercetările sugerează că, în ciuda unei astfel de flexibilități, celulele embrionului de mamifer ar putea semăna mult mai mult cu cele ale altor animale: organizate de-a lungul unei axe care poate fi urmărită pe tot drumul de la ovul până la implantarea în uter.

Magdalena Zernicka-Goetz de la Universitatea din Cambridge, Marea Britanie, și colegii săi au folosit proteine fluorescente pentru a urmări dezvoltarea celulelor din embrionii de șoarece, de la doar câteva celule până la momentul în care o minge goală de 32 de celule se implantează în uter. Ei au descoperit că celulele din apropierea polului animal au rămas în aceeași poziție relativă de la grupul timpuriu de opt celule până la stadiul de bilă celulară, „blastocistul.”

Pentru a testa dacă celulele au păstrat un model de organizare pe tot parcursul dezvoltării, echipa a realizat embrioni combinați compuși în întregime din celule de la polul animal sau de la polul vegetal. Dar embrionii rezultați s-au dezvoltat în continuare în șoareci normali și sănătoși.

Roger Pederson, care a colaborat la experimentele care l-au precedat pe acesta, spune că datele îi pun pe cercetători în fața unui paradox și „obligă la o reexaminare a plasticității embrionului timpuriu, deoarece toate studiile clasice (asupra mamiferelor) au fost făcute fără a ține cont de polaritate.”

De fapt, dezvoltarea cu succes a embrionilor amestecați pare să contrazică ipotezele inițiale ale cercetătorilor cu privire la un plan corporal organizatoric, potrivit biologului dezvoltării Elizabeth Robertson de la Universitatea Harvard. Dar ea admite că celulele embrionare de mamifere pot avea un fel de predispoziție timpurie către un anumit aranjament ulterior.

Zernicka-Goetz propune un mecanism care ar putea explica rezultatele confuze ale echipei sale. Polaritatea ar putea fi restabilită după distrugerea ei dacă este cauzată de un gradient de polaritate de-a lungul oului, sugerează ea. Alternativ, polaritatea poate proveni de la un semnal din mediul înconjurător al embrionului.

Care ar fi mecanismul, pentru Pedersen descoperirile sugerează „că mamiferele nu sunt atât de diferite până la urmă. Este ca și cum mamiferul a fost readus în sânul familiei”.

• 1. Ciemerych,M. A., Mesnard, D. & Zernicka-Goetz, M. Polii animal și vegetal al oului de șoarece prezic polaritatea axei embrionare, dar nu sunt neesențiali pentru dezvoltare. Development 127, 3467 – 3474 2000. | PubMed | ISI | ChemPort |
  2. Beddington,S. P. & Robertson, E. J. Dezvoltarea axei și asimetria timpurie la mamifere. Cell 96, 195 – 209 1999. | Articol | PubMed | ISI |
  3. Weber,R. J., Pedersen, R. A. Wianny, F., Evans, M. J. & Zernicka-Goetz, M. Polaritatea embrionului de șoarece este anticipată înainte de implantare. Dezvoltare 126, 5591 – 5598 1999. | PubMed | ISI | ChemPort |

.