Обнаружен «выключатель», запускающий развитие органов в эмбрионе

Китайские исследователи выявили сигнальную зону, играющую ключевую роль в раннем эмбриональном развитии млекопитающих, передает «Синьхуа». Об открытии они рассказали в журнале Cell.

На ранних стадиях развития млекопитающих кластеры эмбриональных клеток определяют формирование жизненно важных органов — сердца, легких, печени и других. Это крайне важный процесс в исследованиях наук о жизни, и его лучшее понимание поможет в решении проблем врожденных заболеваний, таких как пороки сердца, и продвижении регенеративной медицины.

Чтобы раскрыть причины аномалий развития органов, команда под руководством профессора Юго-Восточного университета Линь Чэнци провела одноклеточный пространственный омиксный анализ эмбрионов мышей, отслеживая динамический процесс формирования органов.

Их работа выявила зону определения зачатков — критическую область, в которой во время эмбрионального развития появляются первые примитивные структуры развивающихся органов.

«Пространственный омикс действует как клеточный GPS, одновременно отслеживая данные о пространственном положении и профили экспрессии генов», — пояснил Линь.

По его словам, на создание полных цифровых эмбрионов с разрешением на уровне одной клетки и анализ экспрессии генов в более чем 100 000 клеток у команды ушло шесть лет.

Уникальный сигнальный домен появляется в зоне определения зачатков на внутренне-внешней границе эмбриона, когда с момента зачатия проходит 7,75 дня.

Эта зона экспрессирует множество генов рецепторной сигнализации, создавая особую микроокружающую среду, способную интегрировать регуляторные сигналы из нескольких зародышевых листков, чтобы согласованно управлять развитием сердца и передней кишки.

Эти сигналы микроокружения впоследствии преобразуются в селективные программы экспрессии генов, которые инициируют формирование сердца и других зачатков органов.

«Открытие подтверждает, что нарушения микроокружения этой зоны, будь то генетические или средовые, в течение этой чувствительной фазы развития могут привести к анатомическим аномалиям органов», — резюмировала профессор университета Ло Чжоцюань.