به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در مراحل اولیه رشد جنینی انسان، یک زیگوت به دو سلول تمام توان یکسان تقسیم می‌شود که در نهایت به هشت سلول تبدیل می‌شوند. تصمیم‌گیری‌های سرنوشت سلولی شروع به تمایز این جمعیت تمام‌توان به دودمان‌های خاص می‌کند و باعث ایجاد بلاستوسیست می‌شود. اکنون، یک مطالعه جدید منتشر شده در Cell نشان می‌دهد که این ممکن است داستان کامل نباشد و همه یافته‌های قبل در خصوص توان تمایزی این دو سلول اولیه درست نباشد.

تعیین سرنوشت زیگوت لقاح یافته

پس از لقاح، زیگوت برای تولید سلول‌هایی تقسیم می‌شود که تصور می‌شود تا اولین رویداد تنوع سرنوشت با یکدیگر معادل باقی می‌مانند. این تعیین سرنوشت تاخیری پیش بینی می‌کند که هر سلول از جنین 2 سلولی به طور متوسط نیمی از تمام سلول‌های بدن ما را تشکیل می‌دهد. با این حال، توالی ژنوم و بازسازی نسب گذشته‌نگر مبتنی بر پلی‌مورفیسم تک نوکلئوتیدی، عدم تعادل کلونال در بدن انسان را پیشنهاد کرده‌اند، به طوری که یک سلول از جنین 2 سلولی اغلب غالب است. دلیل این عدم تعادل مشخص نیست. در واقع، زمان و چگونگی تصمیم گیری در مورد سرنوشت سلولی در جنین انسان، سؤالات دیرینه ای باقی مانده است، زیرا دسترسی به جنین انسان برای تحقیق بسیار محدود است. در طول رشد جنین، سه سرنوشت اول توسط سه موج متوالی از تقسیم سلولی نامتقارن (ACDs) مشخص می‌شود که یک سلول دختر را در داخل جنین (توده سلولی داخلی [ICM]) و دیگری را در خارج قرار می‌دهد. سلول‌هایی که در خارج قرار دارند، تروفکتودرم (TE، جفت آینده) را تولید می‌کنند. جالب اینجاست که در جنین‌های موش، سلول‌هایی که در طول موج اول (مرحله 8 تا 16 سلولی) درونی می‌شوند، عمدتاً به اپی بلاست (EPI؛ بدن آینده) کمک می‌کنند، در حالی که سلول‌هایی که در طول موج دوم (مرحله 16 تا 32 سلولی) درونی می‌شوند و امواج سوم (مرحله سلولی 32 تا 64) تمایل به تولید اندودرم اولیه (هیپوبلاست [HYPO] در انسان، کیسه زرده آینده) دارند. مشخص نیست که آیا مشخصه‌های متوالی سلول‌های داخلی در جنین انسان اتفاق می‌افتد یا خیر.

تعیین سرنوشت جنین دوسلولی  

Magdalena Zernicka-Goetz، زیست شناس تکوینی و سلول‌های بنیادی در موسسه فناوری کالیفرنیا و دانشگاه کمبریج و یکی از نویسندگان مطالعه، گفت: "آنها یکسان نیستند." تنها یکی از دو سلول واقعاً همه توان است، به این معنی که می‌تواند بدن و جفت را ایجاد کند، و سلول دوم عمدتاً جفت را ایجاد می‌کند. این یافته‌ها به روشن شدن آنچه در دوره‌های اولیه رشد اتفاق می افتد کمک می‌کند. Zernicka-Goetz گفت: "من همیشه به این علاقه داشتم که سلول‌‌ها چگونه سرنوشت خود را تعیین می‌کنند." در جنین در حال رشد موش، او قبلاً یک سوگیری در مرحله دو سلولی نشان داد: یک سلول بیشتر به بافت جنین و دیگری به جفت کمک می‌کرد. نیکلاس پلاچتا، زیست شناس تکوینی در دانشگاه پنسیلوانیا که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: «ما در مورد مراحل اولیه تکوین انسان اطلاعات کمی داریم.

شیوه مطالعاتی برای درک مراحل اولیه تکوین جنین انسان

برای درک بهتر این فرآیند، Zernicka-Goetz بر آن شد تا بررسی کند که آیا رشد جنینی انسان شبیه موش است یا خیر. او و تیمش ابتدا نسب سلولی را از مرحله دو سلولی دنبال کردند. آنها mRNA را برای پروتئین فلورسنت سبز (GFP) ادغام شده با یک توالی غشایی به یکی از دو سلول زیگوت تزریق کردند. بنابراین، آنها می‌توانند سهم هر سلول را در توسعه دو ساختار اولیه تعیین کنند: تروفکتودرم (TE) که به جفت تبدیل می‌شود و توده سلولی داخلی (ICM) که در نهایت اپی بلاست یا بافت جنینی و هیپوبلاست، یا کیسه زرده را تولید می‌کند.  هنگامی که آنها بیان GFP را ردیابی کردند، تیم دریافتند که یک جمعیت سلولی در ICM یا TE غالب است، اما این عدم تعادل در ICM بیشتر بود. در ICM، نتاج از یک کلون در مرحله دو سلولی بر جمعیت اپی بلاست مسلط بودند، در حالی که ترکیب هیپوبلاست بین سلول‌های دو کلون مبدا تقسیم شد. Zernicka-Goetz گفت: "این بدان معناست که در مرحله دو سلولی، ما یک سوگیری سرنوشت سلولی این دو سلول داریم، اما این یک فرآیند قطعی نیست." برای بررسی بیشتر سهم سلول در ICM، محققان DNA و اکتین را برچسب گذاری کردند و با شروع مرحله هشت سلولی، موقعیت سلولی را پس از تقسیم با استفاده از تصویربرداری سلول زنده ردیابی کردند. تقسیم سلولی نامتقارن (ACD) شامل سلول‌هایی است که به جای اینکه روی سطح باقی بمانند، به توده سلولی در حال رشد نفوذ می‌کنند و این سلول‌های داخلی به ICM کمک می‌کنند.

یافته‌های کسب شده از مطالعه

تیم مشاهده کردند که در حالی که ACD به طور کلی کمتر رایج بود، ترکیب آنها شبیه ICM بود. در موش‌ها، کلون مرحله دو سلولی که کمک بیشتری به ICM داشت سریعتر از سلول دوم تقسیم شد، بنابراین تیم بررسی کردند که آیا این الگو برای رشد جنین انسان کاربرد دارد یا نه. اکثر جنین‌ها، یک سلول در مرحله دو سلولی سریعتر تقسیم می‌شود و فرزندان آن نیز این ویژگی را به ارث برده اند. تیم همچنین متوجه شد که اولین سلولی که تحت ACD قرار گرفت یکی از این سلول‌های با تقسیم سریع بود. پلاچا گفت: این اولین مطالعه ای است که ردیابی سلولی خوبی را در جنین انسان در آن مراحل اولیه انجام می‌دهد. با این حال، او خاطرنشان کرد که تنوع ذاتی در جنین انسان در مقایسه با مدل‌های موش ثابت، نتیجه‌گیری در این زمینه تحقیقاتی را دشوار می‌کند. این امر به دلیل تعداد محدود زیگوت‌های موجود برای تحقیق پیچیده تر می‌شود زیرا کلینیک‌ها معمولا جنین‌ها را در مراحل بعدی رشد حفظ می‌کنند. در مرحله بعد، Zernicka-Goetz ویژگی‌ها و منشاء تفاوت بین کلون‌ها در مرحله دو سلولی را بررسی می‌کند.

پایان مطلب/.