Гаструляция – пункт, когда целый чертеж корпуса животного установлен, непосредственно перед тем, как отдельные органы начинают развиваться. Понимание этого пункта в очень раннем развитии жизненно важно для понимания, как животные развиваются и как вещи идут не так, как надо.
Одна из самых сложных задач в учащейся гаструляции – очень небольшое количество клеток, которые составляют эмбрион на данном этапе.«Если мы хотим лучше понять мир природы вокруг нас, один из фундаментальных вопросов, как животные развиваются?» говорит Берти Готтдженс, Лидер исследовательской группы в Wellcome Trust – Институт Стволовой клетки Совета по медицинским исследованиям Кембридж. «Как Вы поворачиваетесь от яйца в животное со всеми видами тканей? Многие вещи, которые идут не так, как надо, как врожденные дефекты, вызваны проблемами в раннем развитии.
У нас должен быть атлас нормального развития для сравнения, когда вещи идут не так, как надо».Сегодня, благодаря достижениям в упорядочивающей единственной клетке, команда смогла проанализировать более чем 1 000 отдельных клеток gastrulating эмбрионов мыши. Результат – атлас экспрессии гена во время очень раннего, здорового развития млекопитающих.
«Единственные клеточные технологии – существенное изменение по тому, что мы использовали, прежде – мы можем теперь сделать непосредственные наблюдения, чтобы видеть то, что продолжается во время ранних стадий развития», говорит Джон Мариони, Лидер исследовательской группы в EMBL-EBI, Институте Wellcome Trust Sanger и Кембриджском университете. «Мы можем посмотреть на отдельные клетки и видеть полный набор генов, которые активны на этапах развития, которые до сих пор были очень трудными к доступу. Как только у нас есть это, мы можем взять клетки от эмбрионов, в которых некоторые наследственные факторы не работают правильно в определенной стадии развития и наносят на карту их к здоровому атласу, чтобы лучше понять то, что могло бы происходить».Чтобы иллюстрировать полноценность атласа, команда изучила то, что произошло, когда наследственный фактор, важный для формирования клеток крови, был удален.«Это не было тем, что мы ожидали вообще.
Мы нашли, что клетки, которые в здоровых эмбрионах примут на себя обязательство становиться клетками крови, на самом деле стали бы запутанными в эмбрионах, испытывающих недостаток в ключевом гене, эффективно застревании», говорит Джон. «Что является столь захватывающим об этом, то, что это демонстрирует, как мы можем теперь посмотреть на очень небольшое количество клеток, которые на самом деле принимают решение в точном моменте времени, когда решение принимается. Это дает нам совершенно другой взгляд на развитие».
«Что является действительно захватывающим для меня, то, что мы можем посмотреть на вещи, которые мы знаем, важны, но так и не смогли видеть, прежде чем – возможно, как люди чувствовал, когда они овладели микроскопом впервые, внезапно видя миры они никогда не думали», говорит Берти. «Это – только начало того, как единственная геномика клетки преобразует наше понимание раннего развития».