Kako zarodek črpa mejo med telesom in zarodno linijo

Embryo se mora že v zgodnjem razvoju odločiti, katere celice bodo postale telo in katere bodo prenašale vrsto skozi razmnoževanje. V nedavni študiji, ki so jo vodili raziskovalci z inštituta Whitehead, so znanstveniki odkrili, kako specifična beljakovina organizira to ključno delitev v zarodkih sadnih muši.

V nasprotju z mnogimi drugimi organizmi, sadne muhe razvijejo svojo zarodno linijo zgodaj, z majhno skupino celic, ki se oblikujejo na zadnjem koncu zarodka. Te celice, namenjene, da postanejo jajca ali sperme, se začnejo ločevati od glavnega telesa še preden se zarodek popolnoma segmentira. Ta proces zahteva natančno usklajevanje, saj bi napake lahko preprečile organizmu razmnoževanje in tako ogrozile njegovo preživetje.

Ključni del tega mehanizma vključuje regulacijo Torsa, receptorske beljakovine, ki običajno aktivira razvojne signale v somatskih celicah, ki sestavljajo telo. Če Torso ostane aktiven na zadnjem delu, moti nastanek zarodnih celic, kar vodi do neuspeha v razmnoževanju. Da bi razumeli, kako Torso vpliva na ta proces, je raziskovalna skupina uporabila kombinacijo genetske manipulacije, živo slikanje in optogenetske tehnike. Odkrili so, da Torso aktivira encim, znan kot PI3K, ki proizvaja signalni lipid PIP3a, ki je sestavni del celične membranske dinamike.

Z uporabo naprednih mikroskopskih orodij so raziskovalci lahko v realnem času spremljali porazdelitev PIP3 v razvijajočih se zarodkih. Ugotovili so, da se PIP3 kopiči na zadnjem koncu, vendar ni prisoten na območju, kjer se oblikujejo zarodne celice.

To kaže, da PIP3 deluje kot regulatorni stikalo, ki nadzoruje, ali celice na zadnjem koncu ostanejo povezane z ostalim delom zarodka ali se ločijo, da postanejo neodvisne.