Расшифровка происхождения человеческого позвоночника

Исследователи из группы Эбисуя в EMBL Barcelona создали 3D in vitro модель, имитирующую, как образуются предшественники позвоночника — сомиты — во время эмбрионального развития человека.

Как создавалась модель

• Ученые культивировали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека (hiPSC) с коктейлем сигнальных молекул.
• Через три дня к культуре добавили Matrigel («волшебный порошок» — смесь белков, критичную для развития).
• Это привело к формированию сомитоидов — in vitro эквивалентов структур-предшественников сомитов.

Роль часов сегментации

Процесс образования пар сомитов контролируется «часами сегментации» — группой генов, создающих колебательные волны. Каждая волна дает начало новой паре сомитов.

• В сомитоидах наблюдались четкие колебания экспрессии гена HES7 (ключевого для процесса), особенно перед началом сомитогенеза.
• Образовавшиеся сомиты имели маркеры эпителизации — важный шаг их созревания.

Размер сомитов и межвидовые различия

Исследование выявило, что размер образующихся сомитов был постоянным, независимо от исходного числа клеток в сомитоиде.

«Это предполагает, что сомиты имеют предпочтительный видоспецифичный размер, который может определяться локальными межклеточными взаимодействиями, часами сегментации или другими механизмами», — объяснила Марина Санаки-Мацумия, первый автор исследования в Nature Communications.

Ранее группа Эбисуя показала, что период колебаний человеческих часов сегментации длиннее, чем у мыши. Теперь ученые планируют выращивать сомитоиды разных видов (кроликов, коров, носорогов) в создаваемом «зоопарке стволовых клеток», чтобы сравнить процессы сомитогенеза и понять межвидовые различия.