Группа биологов из Гэрдоновского института исследований рака в Кембридже разработала методику, позволяющую увидеть то, чего до сих пор никому увидеть не удавалось: они получили возможность наблюдать за тем, как развивается оплодотворенная яйцеклетка мыши, имплантированная в матку. Об этом сообщается в последнем номере журнала Nature Communications. До настоящего времени эта стадия развития эмбриона была недоступна для наблюдения.
Ученые уже несколько десятилетий умеют создавать эмбрионы из одной клетки, доводя их до уровня бластоциста – небольшого шарика, состоящего из 64 клеток. Все, что происходит с эмбрионом на этой стадии, в первые четыре дня, им хорошо известно.
Эти знания помогли разработать широко используемую технологию борьбы с бесплодием – ЭКО, за которое в 2010 году была вручена Нобелевская премия.
Полученные знания позволили также разобраться с тем, что происходит с клетками на этой ранней стадии развития эмбриона, и с тем, какие они принимают решения по поводу своего будущего.
64 клетки, из которых состоит бластосциста, представляют три типа клеток. Главные из них, но находящиеся в небольшом количестве, — стволовые клетки, из которых потом вырастет все тело. Два остальных типа являются вспомогательными, так как они «ухаживают» за стволовыми клетками, а в будущем образуют плаценту.
И всё, на этом знание о развитии эмбриона заканчивалось.
Бластоциста помещается в матку, и все, что с ней происходит дальше, после четвертого дня, было закрыто для наблюдения. Ученым до сих пор ничего не было известно о следующей важной фазе развития, во время которой стволовым клеткам от вспомогательных экстраэмбриональных клеток передается важный сигнал о начале сооружения головы и остальных частей тела.<2>
Главное, что удалось сделать Кембриджской группе исследователей под управлением профессора Магдалены Церника-Готц, — это продлить доимплантационную стадию бластоцисты с четырех до восьми дней.
Дополнительные четыре дня эмбрионального развития позволили ученым разобраться с тем, как экстраэмбриональные клетки, собираясь в кластеры, сигнализируют стволовым клеткам мыши, что пора приступать к изготовлению головы.
Используя методику экспрессии гена, они заставили светиться белок, участвующий в создании этого сигнала, и смогли проследить за ним в культуре живого эмбриона.<1>
Как утверждает профессор Церника-Готц, несложно проследить за эволюцией эмбриона мыши на стадии бластоцисты, который впоследствии будет участвовать в выращивании всех тканей тела и создании из них нового организма.
А вот понять, как эти процессы происходят у человека, куда сложнее.
Разработанная ее группой технология дает возможность понять поведение стволовых клеток в человеческом эмбрионе, наблюдая за их развитием в условиях, напоминающих нормальные.