При гаструляции устанавливаются три основные ткани эмбриона: эктодерма, мезодерма и энтодерма. Этот процесс развития основан на серии сложных клеточных движений, которые у человека трансформируют плоский, «биламинарный диск»; состоит из двух ячеистых листов в трехуровневую структуру. В образовавшемся эмбрионе энтодерма служит нижним слоем, а непосредственно над ним уложена промежуточная мезодерма, а затем и самая верхняя эктодерма. Соответственно, эти тканевые слои будут формировать компоненты желудочно-кишечной, скелетно-мышечной и нервной систем, среди других производных.
В зависимости от вида гаструляция достигается по-разному. Например, ранние эмбрионы мыши имеют уникальную форму и выглядят как «воронки». а не плоские диски. Таким образом, при гаструляции образуется конический зародыш, состоящий из внутреннего слоя эктодермы, внешней энтодермы и мезодермы, зажатой между ними (аналогично слоям конуса мороженого). Из-за этой отличительной морфологической особенности мышей некоторые исследователи изучают другие модели, такие как кролик или курица, – обе из которых развиваются как плоские структуры, чтобы получить представление о человеческом развитии.
Одной из основных морфологических особенностей гаструляции у птиц и млекопитающих является примитивная полоска, бороздка, которая появляется вниз по вертикальному центру эмбриона и через которую клетки мигрируют, чтобы установить мезодерму и энтодерму. На конце полосы находится еще одна важная структура, называемая узлом, которая выглядит как коническое углубление. Клетки, которые мигрируют через узел, не только вносят свой вклад в мышцы и соединительные ткани головы, но также образуют временную мезодермальную структуру, называемую хордой (будущий спинной мозг), которая играет ключевую роль в управлении развитием определенных нейронов. Кроме того, узел также & ldquo; организует & rdquo; развитие в эмбрионе из-за сигналов, которые он производит. Например, белки хордин и ноггин, исходящие из узла, помогают направлять близлежащую эктодерму для формирования нервной ткани. Фактически, если узел мыши удален и трансплантирован в другой эмбрион мыши, он может частично сформировать вторую нервную ось вместе с нервными складками.
Поскольку гаструляция основана на сложных движениях клеток для создания трех тканевых слоев, исследователи также отслеживали такую миграцию, вводя в клетки модельных организмов краситель и затем культивируя эмбрионы. В сочетании с покадровой микроскопией эти методы показали, что у курицы клетки эпибласта превращаются в примитивную полосу широкими круговыми движениями, и аналогичные модели миграции были продемонстрированы у кролика. Эти методы также были расширены, чтобы не только посмотреть, как клетки сдвигаются во время гаструляции, но и отслеживать типы тканей, которые будут формироваться помеченными клетками, создавая подробные «карты судьбы». ранних эмбрионов.
