die embryonalentwicklung kann tatsächlich eine „pause“ dauern! „zelle“: drücken sie den ein-aus-knopf und der embryo schläft
2024-09-29
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▎bearbeitet vom wuxi apptec content team
von der befruchteten eizelle bis zum vollständigen individuum ist ein komplexer embryonalentwicklungsprozess erforderlich. vielleicht würden wir denken, dass der embryo, sobald er sich zu entwickeln beginnt, ohne nachlassen voranschreitet und schritt für schritt voranschreitet. tatsächlich umfasst die embryonalentwicklung jedoch eine reihe von zelldifferenzierungen und besonderen ereignissen, einschließlich einer ruhephase, in der die entwicklung unterbrochen wird.
nach dem waddington-modell verläuft die entwicklung des embryos wie eine kleine kugel, die einen hang hinunterrollt, von einem undifferenzierten, instabilen zustand auf dem gipfel des berges bis zum becken, wo sie eine endgültig differenzierte form annimmt. jedoch,dieser rollende prozess kann unterbrochen werden. viele säugetiere haben mechanismen entwickelt, um die embryonalentwicklung vorübergehend zu verzögern, den embryo im blastozystenstadium anzuhalten und ihn zu konservieren.。
dieses phänomen der embryonalruhe kann durch hormonelle veränderungen, hunger und andere faktoren ausgelöst werden. unter ungünstigen bedingungen kann die unterbrechung der embryonalentwicklung dazu beitragen, die überlebensrate des embryos und der mutter zu verbessern. während dieser zeit befindet sich der embryo in einem frei schwebenden zustand. wenn die bedingungen günstig sind, beginnt der embryo den entwicklungsprozess erneut. obwohl wissenschaftler dieses phänomen bei vielen säugetieren beobachtet haben, gehen die meisten studien davon aus, dass menschliche embryonen keine „ruhephase“ in der entwicklung haben.in einer neuen studie in der zeitschrift cell unternahmen wissenschaftler des max-planck-instituts für molekulare genetik den mutigen versuch, künstlich externe eingriffe einzuführen, um zu sehen, ob diese eine pause in der menschlichen embryonalentwicklung auslösen könnten. sich herausstellen,molekulare mechanismen, die embryonale „ruhephasen“ steuern, könnten möglicherweise auch bei menschlichen embryonen eine rolle spielendas bedeutet, dass zukünftige forscher die embryonalentwicklung in vitro regulieren und die erfolgsrate von ivf-embryonen erhöhen können.dem papier zufolge wurden in der neuen studie aus ethischen gründen keine menschlichen embryonen direkt als versuchspersonen ausgewählt, sondern zur durchführung der untersuchung ein blastozystenmodell auf basis menschlicher stammzellen verwendet. in früheren studien fanden die autoren heraus, dass der mtor-signalweg eine wichtige rolle bei der embryonalentwicklung von mäusen spielt.allein die hemmung der mtor-signalübertragung in maus-blastozysten reicht aus, um eine entwicklungsähnliche pause im embryo auszulösen und kann die entwicklung der blastozyste sogar wochenlang einschränken.。basierend auf diesen erkenntnissen versuchten die autoren, dem menschlichen stammzell-blastozystenmodell einen mtor-inhibitor hinzuzufügen. im vergleich zur unbehandelten kontrollgruppe wiesen mtor-herunterregulierte blastozysten kleinere blastozysten und eine höhere anzahl an trophektoderm-ähnlichen zellen auf. diese unterschiede deuten darauf hin, dass der entwicklungsprozess der blastozyste verzögert und gehemmt ist.▲forschungsdiagramm(bildquelle: referenz [2])darüber hinaus wird nach der herunterregulierung von mtor die expression von proteinen im zusammenhang mit der blastozystenimplantation verringert, wodurch die wahrscheinlichkeit einer implantation der blastozyste in die zellschicht des endometriums verringert und der embryonalentwicklungsprozess weiter eingeschränkt wird. „das bedeutet, dass wir ruheähnliche phänomene in menschlichen embryonen auslösen können, indem wir mtor verändern“, sagte dr. aydan bulut-karslioglu, der korrespondierende autor der studie.dieser ruhezustand ist reversibel, solange der mtor-signalweg reaktiviert wird, tritt das blastozystenmodell in normale entwicklungsschritte ein.。die autoren glauben, dass menschen wie andere säugetiere zwar immer noch über interne mechanismen zur verlangsamung der embryonalentwicklung verfügen, diesen mechanismus jedoch während der schwangerschaft nicht aktiv aktivieren. aber solange diese fähigkeit vorhanden ist, wird erwartet, dass sie einen wichtigen einfluss auf die reproduktionsmedizin haben wird. beispielsweise können forscher bei in vitro befruchteten embryonen die ruhephase der embryonen auslösen, indem sie die mtor-signalisierung regulieren und so ein längeres zeitfenster für die beurteilung der embryonengesundheit bieten sicherstellung der gesundheit des embryos und seiner anschließenden gesunden entwicklung.[2] die mtor-aktivität beschleunigt den entwicklungsfortschritt im menschlichen blastozystenstadium. zelle (2024). doi: 10.1016/j.cell.2024.08.048
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