Zvířecí, rostlinné, nebo nehmotné?
Žáby, ovocné mouchy a hlístice začínají život s plánem. U savců se předpokládalo, že hrají podle jiných pravidel. Nyní výzkum naznačuje, že ve skutečnosti mohou buňky savců začínat se stejným orientačním smyslem jako buňky jiných živočichů, ale mohou se rozhodnout jej ignorovat.
U mnoha živočichů se vzor jejich budoucího tělesného plánu objevuje v embryu, které není víc než shluk buněk; u některých jej lze rozeznat dokonce už ve vajíčku. Například světlá a tmavá polovina vajíčka žáby Xenopus zhruba odpovídají tomu, co se nakonec stane předním a zadním koncem žáby.
Některé žabí buňky v blízkosti jednoho konce, „zvířecího pólu“, embrya se stanou určitými částmi budoucího organismu. Buňky v blízkosti opačného konce, „vegetativního“ pólu, se stanou jinými částmi nebo vyrostou ve zcela samostatné struktury, které budou embryo vyživovat. Rostoucí embryo je uspořádáno kolem osy mezi těmito dvěma póly. Posuňte buňky embryonální žáby a budoucí žába bude také zmatená.
Savci s placentou, jako jsou myši a lidé, mají embrya, která na počátku nevyvíjejí žádné zvláštní organizační závazky. Předpokládalo se, že to znamená, že shluk buněk raného embrya také nemá žádný konkrétní plán.
Savci mají stejnou strukturu, která označuje živočišný pól u žab. Zdá se však, že toto „polární těleso“ vykonává jen malou kontrolu nad osudem savčích buněk. Buňky lze přemístit, odstranit nebo dokonce vyměnit za jiné a výsledná myš je stejně zdravá jako její nedotčený bratr.
Nyní výzkum naznačuje, že navzdory takové flexibilitě se buňky savčího embrya mohou mnohem více podobat buňkám jiných živočichů: jsou uspořádány podél osy, kterou lze sledovat celou cestu od vajíčka až po uhnízdění v děloze.
Magdalena Zernicka-Goetzová z University of Cambridge ve Velké Británii a její kolegové použili fluorescenční proteiny ke sledování vývoje buněk myšího embrya od pouhých několika buněk až po okamžik, kdy se dutá kulička složená z 32 buněk implantuje do dělohy. Zjistili, že buňky v blízkosti živočišného pólu zůstávají ve stejné relativní poloze od raného shluku osmi buněk až po stadium buněčné koule, „blastocystu“.
Aby tým otestoval, zda si buňky zachovávají uspořádání po celou dobu vývoje, vytvořil kombinovaná embrya složená výhradně z buněk živočišného nebo rostlinného pólu. Z výsledných embryí však přesto vyrostly normální zdravé myši.
Roger Pederson, který spolupracoval na experimentech předcházejících tomuto, říká, že tato data staví vědce před paradox a „nutí k přehodnocení plasticity raného embrya, protože všechny klasické (savčí) studie byly prováděny bez ohledu na polaritu.“
Podle vývojové bioložky Elizabeth Robertsonové z Harvardovy univerzity se zdá, že úspěšný vývoj skramblovaných embryí je ve skutečnosti v rozporu s původními hypotézami vědců o organizujícím tělesném plánu. Připouští však, že embryonální buňky savců mohou mít určitý druh rané tendence k danému pozdějšímu uspořádání.
Zernicka-Goetz navrhuje mechanismus, který by mohl vysvětlit matoucí výsledky jejího týmu. Polarita by mohla být obnovena po jejím zničení, pokud je způsobena gradientem polarity napříč vajíčkem, navrhuje. Případně může polarita pocházet ze signálu z prostředí embrya.
Ať už je mechanismus jakýkoli, podle Pedersena zjištění naznačují, „že savci přece jen nejsou tak odlišní. Je to, jako by se savci vrátili zpět mezi lidi“.
-
- Ciemerych,M. A., Mesnard, D. & Zernicka-Goetz, M. Animální a vegetativní póly myšího vajíčka předurčují polaritu embryonální osy, přesto nejsou pro vývoj podstatné. Development 127, 3467 – 3474 2000. | PubMed | ISI | ChemPort |
- Beddington,S. P. & Robertson, E. J. Axis development and early asymmetry in mammals. Cell 96, 195 – 209 1999. | Article | PubMed | ISI |
- 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 |
.