Εικονικό έμβρυο δίνει πληροφορίες για την πρώιμη εμβρυική ανάπτυξη

 Εικονικό έμβρυο δίνει πληροφορίες

για την πρώιμη εμβρυική ανάπτυξη

Το πρώτο «εικονικό έμβρυο » δημιουργήθηκε για να βοηθήσει στην κατανόηση της πρώιμης ανάπτυξης εμβρύων και της εξέλιξης ενός μεμονωμένου κυττάρου σε πολλά κύτταρα διαφορετικών τύπων.

Δημοσιεύοντας τα αποτελέσματά τους στο περιοδικό Cell , ερευνητές από το Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας (EMBL) στη Χαϊδελβέργη της Γερμανίας και από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Πάδοβας της Ιταλίας, περιέγραψαν την ανάπτυξη κάθε μεμονωμένου κυττάρου στο έμβρυο.

«Πώς δημιουργούνται οι πολλοί διαφορετικοί τύποι κυττάρων στο σώμα κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης από ένα ζυγωτό, το οποίο είναι μόνο ένα κύτταρο; Αυτό είναι ένα από τα πιο θεμελιώδη ερωτήματα στη βιολογία», δήλωσε  ο Pierre Neveu, επικεφαλής της ομάδας στο EMBL, εξηγώντας το σκεπτικό πίσω από τη μελέτη.

Όλοι οι οργανισμοί ξεκινούν ως ένα μόνο κύτταρο, το οποίο διαιρείται, παράγοντας νέες κυτταρικές σειρές προκαθορισμένες για να γίνουν διάφοροι ιστοί και δομές. Μια αναπαράσταση των κυτταρικών γενεών στην ανάπτυξη του εμβρύου, που αντιπροσωπεύει κάθε κύτταρο στο χώρο και το χρόνο, δεν έχει επιτευχθεί μέχρι τώρα. «Μέχρι στιγμής δεν έχουμε πλήρη κατανόηση των προγραμμάτων γονιδιακής έκφρασης. Αυτά καθοδηγούν τα μεμονωμένα κύτταρα να σχηματίσουν τους διαφορετικούς τύπους ιστών που είναι απαραίτητοι για τη δημιουργία εμβρύου», εξήγησε η πρώτη συγγραφέας  Hanna Sladitschek.

Οι ερευνητές μοντελοποίησαν το εικονικό έμβρυο σε έναν θαλάσσιο οργανισμό που ονομάζεται Phallusia mammillata. Κάθε μεμονωμένος οργανισμός έχει τον ίδιο αριθμό κυττάρων, γεγονός που διευκολύνει την ανασυγκρότηση της εμβρυϊκής του ανάπτυξης συνδυάζοντας παρατηρήσεις από πολλά δείγματα. Για να

δημιουργήσει το εικονικό έμβρυο, η ομάδα χρησιμοποίησε υψηλής ανάλυσης υλικό μεταγραφής ενός μόνο κυττάρου. Το μεταγράφημα είναι όλα τα μόρια RNA σε ένα κύτταρο, παρέχοντας ένα στιγμιότυπο των γονιδίων που ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται σε αυτό το κύτταρο σε μια δεδομένη στιγμή. Αυτό συνδυάστηκε με δεδομένα από μικροσκοπική παρατήρηση των δομών που σχηματίστηκαν από κύτταρα της Ρ. Mammillata, για τη δημιουργία ενός λεπτομερούς τετραδιάστατου (4D) άτλαντα εμβρυϊκής ανάπτυξης από ένα κύτταρο σε 64 κύτταρα.

Επιπλέον, χρησιμοποιώντας μια υψηλής ανάλυσης αλληλούχηση του RNA ενός κυττάρου, η ομάδα σχεδίασε ένα υπολογιστικό πλαίσιο, το MorphoSeq, το οποίο κατηγοριοποίησε τα έμβρυα σε τύπους κυττάρων, αξιοποιώντας στοιχεία από τη φυσική θέση και το ιστορικό προέλευσης κάθε κυττάρου. Από εκεί, τα κύτταρα συνδέθηκαν με τα δεδομένα απεικόνισης 4D υψηλής ανάλυσης. Μετά τις πρώτες επτά κυτταρικές διαιρέσεις, το νευρικός σωλήνας, ο εγκέφαλος, τα βλαστικά κύτταρα, οι πρόδρομες μορφές των κυττάρων του αίματος και οι μυς έχουν ήδη καθοριστεί. Αυτή η μελέτη παρουσιάζει την πρώτη πλήρη περιγραφή που αναφέρεται στην πρώιμη ανάπτυξη για κάθε κύτταρο ενός εμβρύου.

«Το μοντέλο μας δείχνει ότι είναι δυνατόν να γνωρίζουμε τη θέση και την ιστορία ενός μεμονωμένου κυττάρου αναλύοντας τη γονιδιακή έκφρασή του», δήλωσε ο Neveu. «Επιπλέον, διαπιστώνουμε ότι ενώ η ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης είναι πολύ ακριβής σε ένα έμβρυο, οι διαφορές στον αναπτυξιακό χρόνο εξηγούν την παρατηρούμενη διακύμανση μεταξύ των μεμονωμένων εμβρύων».

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι το πλαίσιο MorphoSeq μπορεί να προσαρμοστεί εύκολα στην εμβρυϊκή ανάπτυξη των θηλαστικών. «Οι μελέτες μας αντιπροσωπεύουν ένα άλμα προς τα εμπρός στον αναδυόμενο τομέα της αναπτυξιακής γονιδιωματικής», δήλωσε ο συμμετέχων συγγραφέας  Lars Hufnagel , από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Πάδοβας. «Τώρα που έχουμε δουλέψει με έναν οργανισμό με μικρό αριθμό κυττάρων, φυσικά, θα είναι πολύ ενδιαφέρον να επεκτείνουμε τη δουλειά μας σε θηλαστικά, τα οποία έχουν πολλά περισσότερα κύτταρα!»

Πηγή: BioNews

Δημήτριος Λυγνός - StagiaireΕΕΒ

Αναδημοσίευση από: http://www.bioethics.gr/index.php/el/anakoinosis/2762-02-07-2020