23:56 2021-12-28
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
Construirea unui corp uman prin gastrulatie
_ Construirea unui corp uman prin gastrulație
O colaborare a cercetătorilor din Japonia, Spania și SUA oferă o imagine de ansamblu filogenetică și ontogenetică a dungii primitive și a rolului său în mediarea gastrulației amnioților (animale vertebrate care se dezvoltă pe uscat) și discută implicațiile de modele bazate pe celule stem embrionare ale embriogenezei timpurii de mamifere privind funcția acestei structuri.
În publicarea lor în Science, profesorul Guojun Sheng (Universitatea Kumamoto, Japonia), profesorul Alfonso Martinez Arias (Universitatea Pompeu Fabra, Spania) și profesorul Ann Sutherland (University of Virginia Health System, SUA) oferă o imagine de ansamblu filogenetică și ontogenetică a striei primitive și a rolului său în medierea gastrulației amnioților (animale vertebrate care se dezvoltă pe uscat) și discută implicațiile celulelor stem embrionare. modele bazate pe embriogeneza timpurie a mamiferelor pe t Funcția acestei structuri.
Majoritatea animalelor sunt simetrice bilateral și sunt organizate folosind două sisteme de coordonate de bază. Primul oferă celulelor identități spațiale de-a lungul axelor anteroposterioare (cap-coadă) și dorsoventral (înapoi în față). Al doilea organizează celulele în grupuri (adică, straturi germinale). La majoritatea animalelor, inclusiv la om, există trei straturi germinale: ectodermul (sursa pielii, sistemul nervos, ochi etc.), mezodermul (sursa mușchilor, oaselor, vaselor etc.) și endodermul (sursa). ale intestinelor, plămânilor, ficatului, pancreasului etc.). Una dintre cele mai critice perioade de dezvoltare are loc atunci când un număr mic de celule pluripotente și în diviziune inițiază procesul de diferențiere în aceste două sisteme de coordonate. În dezvoltarea umană, acest lucru are loc la aproximativ două săptămâni după fertilizare printr-un proces numit gastrulatie și este asociat cu o structură embrionară numită stria primitivă - o structură în dezvoltare timpurie care inițiază simetria bilaterală și formarea stratului germinativ. Asemenea apei care curge pe coasta unui munte, o celulă gastrulantă se lansează într-un jurnal fără întoarcere, culminând cu diferențierea sa terminală într-una dintre câteva sute de linii celulare care alcătuiesc țesuturile și organele umane.
Cu ajutorul tehnicii. descoperiri în întinerirea celulelor diferențiate înapoi într-o stare naivă, pionierat de oameni de știință precum John Gurdon și Shinya Yamanaka (câștigători ai Premiului Nobel 2012), cercetătorii din întreaga lume sunt acum capabili să crească în laborator celule umane pluripotente, pre-gastrulare (și alte mamifere) și prin adăugarea treptată a indicațiilor biochimice, ghidați aceste celule să se diferențieze în oricare dintre sutele de linii celulare. Cu toate acestea, cultivarea acestor celule în țesuturi sau organe funcționale a avut rareori succes. Un motiv pentru acest eșec este că organogeneza (procesul de formare a organelor) in vivo începe imediat după gastrulație, atunci când celulele cu origini diferite ale stratului germinativ și identități de coordonate spațiale cooperează în formarea de organe rudimentare. Prin interacțiuni reciproce ulterioare, aceste celule suferă proliferare specifică organelor și speciilor, organizare tridimensională și diferențiere terminală înainte de a ajunge la maturitatea funcțională. Prin urmare, reproducerea (recapitularea) unor astfel de rudimente de organ in vitro a devenit Sfântul Graal în cercetarea în biologia celulelor stem și în medicina regenerativă.
Atingerea acestui lucru ar necesita recapitularea gastrulației și a striului primitiv asociat. Cu toate acestea, nici gastrulația, nici stria primitivă nu au fost analizate riguros în dezvoltarea umană, iar opiniile comparative despre gastrulația animală și stria primitivă din literatură sunt adesea descrise incorect. Acum, deși o revizuire sistematică a cercetărilor anterioare, Prof. Sheng și colegii săi furnizează dovezi că dâra primitivă nu este o trăsătură conservată în dezvoltarea amnioților și că dungile primitive de mamifere și aviare au evoluat independent, utilizând diferite mecanisme supra-celulare care duc la dezvoltarea lor. apariția morfologică. Cercetătorii subliniază că, pe lângă medierea apariției straturilor germinale din epiblast (celule pluripotente), rolul principal al gastrulației este de a conferi celulelor nou formate în fiecare strat germinativ un sistem de coordonate pentru a organiza destinele celulelor primare și primordiile organelor. și țesuturi care sunt relativ unul față de celălalt din punct de vedere spațial. Analizele lor ale diferiților parametri biomecanici între diverse modele in vivo și in vitro prezic că un plan corporal rudimentar de mamifer se poate forma în absența unei dungi primitive. Ei sugerează, de asemenea, că „regula celor 14 zile” (în care un embrion uman nu poate fi cultivat cu 14 zile după fertilizare sau după apariția dungii primitive), care este utilizată în prezent în multe țări ca supraveghere etică cheie în cercetarea embriologică umană, ar trebui să fie reevaluată și să fie selectat un reper alternativ printr-o discuție consensuală între diferite părți interesate pentru a asigura rigoarea științifică și etică.
Comentarii:
Adauga Comentariu