Кольца актина — ключ к развитию жизнеспособных эмбрионов

Учёные обнаружили процесс в развитии эмбрионов млекопитающих, критически важный для превращения ранних эмбрионов в здоровые бластоцисты.

С помощью передовых методов микроскопии и живых эмбрионов мыши исследователи наблюдали формирование колец актина — основного компонента цитоскелета клетки — на поверхности эмбриона.

Расширение этих колец в одной клетке по направлению к соединениям с соседними клетками было необходимо для последующего "запечатывания" и здорового развития эмбриона.

Исследование под совместным руководством доктора Матэ Биро из UNSW Medicine и доктора Николя Плахты из Агентства по науке, технологиям и исследованиям (A*STAR) в Сингапуре опубликовано в журнале Cell.

Мы не ожидали, что это будет настолько красиво скоординированное событие во всех внешних клетках эмбриона, — говорит доктор Биро. — Именно координация приводит к герметизации. Если мы нарушим расширение колец или "застёгивание" соединений, эмбрион не сможет правильно закрыться или развиваться дальше.

Чтобы превратиться из рыхлого скопления клеток в сплошную сферическую ткань, соединения между внешними клетками эмбриона должны стать водонепроницаемыми. Это позволяет эмбриону расширяться, накачивая внутрь себя жидкость и создавая внутреннюю полость.

До сих пор было неясно, что запускает герметизацию ранних эмбрионов в этой переходной фазе.

Используя высокоскоростную визуализацию, исследователи смогли обнаружить сборку колец актина после деления эмбриона на 8-клеточной стадии и проследить их расширение до достижения клеточных соединений.

Затем к кольцам актина привлекались компоненты, создающие натяжение, чтобы плотно соединить соседние клетки, подобно молнии.

Обнаружение этих расширяющихся колец актина ранее было затруднено из-за технических ограничений.

Команде доктора Плахты и доктора Биро удалось обнаружить динамические кольца актина и раскрыть их фундаментальную важность для эмбрионального развития. Для этого использовалась комбинация высокоразрешающей визуализации на современных микроскопах, флуоресцентных маркеров для мечения актиновых филаментов и анализа биофизических свойств клеток.

Эта система очень сложна. Ключом было использование полностью интактной модели, а также её неинвазивная визуализация и исследование — в этом команда в Сингапуре является мировым лидером, — говорит доктор Биро.