Раннее развитие эмбрионов изучено недостаточно. Одним из необходимых этапов является формирование бластоцисты, скопления клеток, присутствующих примерно через 4 дня после оплодотворения яйцеклетки, до имплантации в матку. Из этой крошечной совокупности клеток должны быть созданы все различные клетки тела. Соответственно, в бластоцисте должны быть механизмы, обеспечивающие нормальную экспрессию генов и дифференцировку клеток; эти регуляторные механизмы все еще в значительной степени неизвестны.
Известно, что белки, подавляющие опухоль, "Путь бегемота" действуют в клетках по всему телу, чтобы регулировать нормальный рост органов и регенерацию тканей. Эти белки гарантируют, что органы достигают достаточного размера, противодействуя чрезмерному увеличению. Таким образом, исследователи предположили, что белки Hippo-pathway способствуют регуляции нормального развития бластоцист. Эта теория была недавно подтверждена, когда Масакадзу Хашимото и Хироши Сасаки из Высшей школы пограничных биологических наук в Университете Осаки продемонстрировали, что белки пути гиппопотама TEAD и YAP выполняют важную регуляторную функцию в бластоцистах. Вместе эти белки поддерживают плюрипотентность (i.е., способность превращаться в клетки любого типа) в бластоцисте перед имплантацией.
В своем исследовании, опубликованном в журнале Developmental Cell, д-р. Хашимото и Сасаки использовали генетически модифицированные мышиные клетки для изменения количества и времени активации TEAD во время образования бластоцисты. Результаты показали, что накопление YAP в ядрах клеток активировало TEAD и, следовательно, фактор транскрипции MYC. Затем эта активационная последовательность вызывает ранее неизвестный процесс клеточной конкуренции внутри бластоцисты.
"Мы смогли измерить уровни активированного TEAD-YAP в эпибласте (слое бластоцисты) на 4-й день после оплодотворения и показать, что уровни различались между клетками. Более высокие уровни TEAD связаны с большей плюрипотентностью, поэтому клетки с низким TEAD и, следовательно, низкой плюрипотентностью должны быть удалены из эпибласта," говорит автор-корреспондент д-р. Сасаки.
Это устранение достигается, когда конкуренция клеток за счет встречи с соседними клетками с более высоким уровнем TEAD вызывает апоптоз (самоуничтожение клеток) в клетках с низкой плюрипотентностью.
Первый автор Dr. Хашимото добавляет, что "Надлежащий контроль пути Hippo в эпибластах действует как механизм контроля качества, гарантируя, что все клетки имеют максимальный потенциал для развития во множество различных типов клеток, необходимых для растущего эмбриона."
Информация, полученная в этом исследовании, может помочь в улучшении индукции плюрипотентных стволовых клеток, потенциального использования в различных клинических испытаниях, а также в поддержании эмбрионов для оплодотворения in vitro.
Статья, "Формирование эпибластов посредством TEAD-YAP-зависимой экспрессии факторов плюрипотентности и конкурентного удаления неуточненных клеток," была опубликована в журнале Developmental Cell.