Ученые раскрыли «черный ящик» развития эмбриона на стадии имплантации
Исследователи из Кембриджского университета впервые разработали метод, позволяющий изучать и снимать на видео ранее недоступный этап развития эмбриона млекопитающих — имплантацию. Результаты, опубликованные в журнале Cell, заставят переписать учебники по биологии развития.
Развитие эмбриона млекопитающих делится на две фазы:
- До имплантации: эмбрион представляет собой свободно плавающий шарик клеток — бластоцисту.
- После имплантации: бластоциста внедряется в стенку матки.
До сих пор бластоцисты можно было выращивать и изучать in vitro, но процесс имплантации оставался «черным ящиком» из-за сложности наблюдения за эмбрионом в матке.
Профессор Магдалена Зерницка-Гёц, ведущий автор исследования, объясняет: «Мы много знаем о преимплантационном периоде, но то, что происходит после имплантации, и особенно в самый момент имплантации, — это загадка. За два дня эмбрион превращается из простого шарика в гораздо более крупную и сложную чашеобразную структуру».
Новый метод наблюдения
Ученые создали систему для культивирования эмбрионов вне организма, имитирующую условия матки. Она состоит из специального геля и питательной среды, которые:
- Имеют необходимые химические и биологические свойства.
- Обладают эластичностью, схожей с тканью матки.
- Прозрачны для оптического света, что позволяет вести видеосъемку.
Ключевое открытие
Метод позволил впервые наблюдать, как бластоциста мыши на 4-й день развития превращается из шара в «розетку» из клиновидных клеток — структуру, ранее неизвестную науке.
«Это красивая структура... и fascinating, как эти крошечные клетки организуются столь совершенно, чтобы позволить нам развиваться», — отмечает профессор Зерницка-Гёц.
Значение исследования
- Фундаментальная наука: Решена давняя загадка биологии развития.
- Медицина: Метод позволит изучать раннее развитие эмбриона, что может повысить успешность ЭКО и углубить знания о стволовых клетках для регенеративной медицины.
- Образование: Учебники по биологии развития требуют пересмотра. «То, чему я училась и чему учу студентов об этом периоде, было совершенно неверно», — заключает профессор.