En ha som huvudämne kliver i utvecklingen av det vertebrate embryot - etableringen av en baksida som morfar in i en hjärna, en ryggmärg och muskler - vänd ut som är så viktiga att förkroppsliga använder tre åtminstone signalerar för att se till att den händer riktigt.
Upptäckten som anmälas denna månad i den Utvecklings- Cellen för föra journal över av forskare på Universitetar av Kalifornien, Berkeley, förklarar slutligen en årig observation 80 som revolutionerade långt biologfunderare om foster- och foster- utveckling och uppsättningen arrangera för debatten för stemcellen.
Signalera, Att observation 1924 i newts av Hans Spemann och Hilde Mangold tjänade Spemann som Nobelen Värderar Hög i 1935 och frambragte aningen, som foster- celler inte vet vad de ska blivet, tills de får det riktigt. Detta begrepp är på rota av den dagens spänningen över foster- stemceller, som är i stort naïveceller, som, teoretiskt kan stimuleras för att bli något silkespapper av förkroppsliga.
I faktum har proteinerna som används normalt av embryot, för en tid sedan satts för att använda i foster- arbete för stemcell. Noggin ett av proteinerna som isoleras av den Uc Berkeley forskninggruppen, har använts i kulturer för att underhålla tillväxten av neural stemceller.
De nya Uc Berkeley experimenten, på grodor, visar att något kliver i tidig sort som foster- utveckling är så kritisk att många som överlappar signalerar är nödvändiga att se till att celler går besegrar den högra banan. Bildandet av baksidaen och buken är en milstolpe för grodor såväl som för människor och andra vertebrates och att uppstå, som det gör på början av det processaa av gastrulation, som ser för att bekläda och dra tillbaka, head, och svanen som lämnas, och högert etablerat och det första utseendemässigt av ett igenkännligt förkroppsligar planerar. Om detta kliver kuggningar, dör embryot slutligen.
”Är Gastrulation och det processaa av definition av din baksida-buken axel ett sådan viktigt kliver, att du har faktiskt multipelproteiner som där uttrycks, precis i fall att ett av dem kuggningar, kan andra kompensera,”, sade den bly- författare Mustafa Khokha (uttalad KO'-ka), endoktors- kamrat på Uc Berkeley och en deltagande i läkare i pediatrisk kritisk omsorg på Uc San Francisco. ”Planläggs Överflöd för att göra embryot robustt, för att att undvika födelse hoppar av.”,
De tre proteinerna som identifieras i lagets rapport, är bland fem åtminstone, som kvarteret annat signalerar för att låta baksidaen, eller rygg-, strukturerar för att bilda. Tretton år sedan, Richard Harland, professor och stolen av Avdelningen av Molekylär och CellBiologi på Uc Berkeley, visade att det att injicera en av dessa dela upp i faktorer, noggin, in i buken av ett embryo som orsakas omgeende silkespapper för att framkalla in i strukturerar normalt funnit på baksidaen. Illviljan upprepade försök, emellertid inget kunde visa att blockera signalerar lik noggin gjorde motsatsen. I faktum dela upp i faktorer att blockera noggin och det annat bekant verkat för att ha förhållandevis lite att verkställa på embryot som lyfter tvivlar om den naturliga rollen av dessa proteiner i tidig sortutveckling.
Nu genom att använda mycket unga embryon av den tropicalis laboratoriumgrodaXenopusen, var Khokha, Harland och deras Uc Berkeley kollegor kompetent till kvarter tre av femna dela upp i faktorer strax, och denna tid grundar dramatiska ändringar i embryot.
”Då vi tog bort dessa, signalerar, alla silkespapper som bildar på baksidaen av embryot - hjärna, ryggmärg och muskler - var borttappada,”, sade Khokha. ”Var Inte endast borttappada tillbaka silkespapper, utan buksilkespapper utvidgades väldeliga - det hela embryot blev repatterned, så det är mer buk-något liknande, än det är baksida-något liknande. Så signalerar dessa är nödvändiga för att mönstra beträffande ska att uppstå riktigt.”,
”Grundar Vi först dessa signalerar i 1992, och sedan dess, har vi utklurat hur de fungerar. Men, därför att det finns så många av dem, har det varit svårt egentligen att spika besegrar, att de är nödvändiga,” Harland sade. ”Har Vi måste att knacka besegrar tre av dem för att bevisa att de är nödvändiga.”,
I 20-tal signalerar arbetet på Universitetar av Freiburg i Tyskland, Spemann och hans deltagare som Mangolden grundar att, som samlas av celler i embryot startade att ta, bilda, en region i embryot - vad de kallade ”organisatören” - som verkas för att vara källan av, till närliggande celler som är träffande dem för att bilda tillbaka, strukturerar. Vad fästte, tog inympade deras experiment organisatören från ett embryo - i deras experiment, en newt - och den in i another.
”Producerade De faktiskt ett Siamese tvilling- embryo,”, sade Khokha. ”Lappa som de klippte ut från det donor embryot, och transplanterat in i vara värdembryot var kompetent att omdefinera strukturerar i vara värdembryot för att göra tillbaka strukturerar, var den skulle buken bildar normalt - för att framkalla en annan huvud, hjärna och ryggmärg. Silkespappret som de transplanterade överfört, signalerar till vara värd för att skapa dessa nya strukturerar.”,
Sedan dess har forskare sökt för signalerandet dela upp i faktorer avsöndrat av Spemanns organisatör. Det Dubbade ben morphogenetic protein (BMP)antagonists, dessa dela upp i faktorer kvarteret ett processaa, som skapar buken strukturerar, och görar klar långt för tillbaka utveckling.
”Är Det egentligen i jumbon 20 år att det har varit möjligheten som retar dessa ifrån varandra renligt och att framkalla analyser, som är bra nog att finna molekylarna som är involverade i den processaa det normala,”, sade Harland.