|
Обнаружили кнопку паузы в развитии человека
|
|
|
|
Исследователи из Института молекулярной генетики Макса Планка в Берлине и Института молекулярной биотехнологии (IMBA) Австрийской академии наук в Вене обнаружили потенциальную "кнопку паузы" на самых ранних стадиях развития человека.
|
|
|
|
Долгое время обсуждался вопрос о том, может ли человек контролировать сроки своего развития. Новое исследование предполагает, что эта "кнопка паузы" может быть активирована и в клетках человека. Полученные результаты имеют важное значение для нашего понимания ранней жизни человека и могут улучшить репродуктивные технологии.
|
|
|
|
У некоторых млекопитающих сроки обычно непрерывного эмбрионального развития могут быть изменены, чтобы повысить шансы на выживание как для эмбриона, так и для матери. Этот механизм временного замедления развития, называемый эмбриональной диапаузой, часто возникает на стадии бластоцисты, непосредственно перед имплантацией эмбриона в матку.
|
|
|
|
Во время диапаузы эмбрион остается в свободном плавании, и беременность продлевается. Это состояние покоя может сохраняться в течение недель или месяцев, прежде чем развитие возобновится, если условия благоприятны. Хотя не все млекопитающие используют эту репродуктивную стратегию, способность приостанавливать развитие может быть реализована экспериментально. Вопрос о том, могут ли клетки человека реагировать на триггеры диапаузы, оставался открытым.
|
|
|
|
|
|
|
Теперь исследование, проведенное лабораториями Айдана Булут-Карслиоглу из Института молекулярной генетики Макса Планка в Берлине и Николаса Риврона из Института молекулярной биотехнологии (IMBA) Австрийской академии наук в Вене, показало, что молекулярные механизмы, контролирующие эмбриональную диапаузу, по-видимому, также применимы к человеческому организму. клетки.
|
|
|
|
Их результаты были опубликованы 26 сентября в журнале Cell.
|
|
Модели, полученные на основе стволовых клеток, для изучения эмбриональной диапаузы у человека
|
|
|
|
В своих исследованиях ученые не проводили экспериментов на человеческих эмбрионах, а вместо этого использовали стволовые клетки человека и модели бластоцист на основе стволовых клеток, называемые бластоидами. Эти бластоиды являются научной и этической альтернативой использованию эмбрионов для исследований. Исследователи обнаружили, что модуляция специфического молекулярного каскада, сигнального пути mTOR, в этих моделях стволовых клеток вызывает состояние покоя, удивительно похожее на диапаузу.
|
|
|
|
"Путь mTOR является основным регулятором роста и прогрессирования развития мышиных эмбрионов", - говорит Айдан Булут-Карслиоглу.
|
|
|
|
"Когда мы обрабатывали человеческие стволовые клетки и бластоиды ингибитором mTOR, мы наблюдали задержку развития, что означает, что человеческие клетки могут задействовать молекулярный механизм, чтобы вызвать реакцию, подобную диапаузе".
|
|
|
|
Это состояние покоя характеризуется замедлением деления клеток, замедлением развития и снижением способности прикрепляться к слизистой оболочке матки. Важно отметить, что способность к переходу в эту стадию покоя, по-видимому, ограничена коротким периодом развития.
|
|
|
|
"Сроки развития бластоидов могут быть растянуты до стадии бластоцисты, которая является именно той стадией, на которой у большинства млекопитающих наступает диапауза", - говорит первый автор исследования Дханур П. Айер (Dhanur P. Iyer). Более того, этот период покоя обратим, и бластоиды возобновляют нормальное развитие, когда активируется путь mTOR.
|
|
Возможность изменять сроки эмбрионального развития имеет значение для ЭКО
|
|
|
|
Авторы пришли к выводу, что люди, как и другие млекопитающие, могут обладать врожденным механизмом временного замедления своего развития, даже если этот механизм не может быть использован во время беременности.
|
|
|
|
"Этот потенциал может быть пережитком эволюционного процесса, который мы больше не используем", - говорит Риврон. "Хотя мы утратили способность к естественному переходу в спячку, эти эксперименты показывают, что мы, тем не менее, сохранили эту внутреннюю способность и в конечном итоге можем раскрыть ее".
|
|
|
|
Для фундаментальных исследований возникает вопрос о том, переходят ли клетки человека и других млекопитающих в состояние покоя сходными или альтернативными путями и используют ли они его для одних и тех же целей, например, для приостановки или определения времени их развития и имплантации.
|
|
|
|
Открытия команды могут иметь значение для репродуктивной медицины. "С одной стороны, известно, что ускоренное развитие увеличивает вероятность успеха экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), и повышение активности mTOR может привести к этому", - объясняет Риврон.
|
|
|
|
"С другой стороны, запуск состояния покоя во время процедуры ЭКО может увеличить время для оценки состояния эмбриона и синхронизации его с матерью для лучшей имплантации в матку".
|
|
|
|
В целом, новые результаты дают неожиданное представление о процессах, управляющих нашим ранним развитием, что может открыть новые возможности для улучшения репродуктивного здоровья.
|
|
|
|
"Это захватывающее сотрудничество является свидетельством того, насколько сложные биологические вопросы могут быть решены путем объединения соответствующих знаний", - говорит Хейдар Хайдари Хоэй, научный сотрудник лаборатории Риврона и соавтор исследования.
|
|
|
|
"Я считаю, что эта работа не только подчеркивает важность сотрудничества в развитии науки, но и открывает дополнительные возможности для понимания того, как различные сигналы воспринимаются клетками по мере их подготовки к своему эволюционному пути".
|
|
|
|
Источник
|
