Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

25.5: Gastrulasyon
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Gastrulation
 
TRANSCRIPT

25.5: Gastrulation

25.5: Gastrulasyon

Gastrulation establishes the three primary tissues of an embryo: the ectoderm, mesoderm, and endoderm. This developmental process relies on a series of intricate cellular movements, which in humans transforms a flat, “bilaminar disc” composed of two cell sheets into a three-tiered structure. In the resulting embryo, the endoderm serves as the bottom layer, and stacked directly above it is the intermediate mesoderm, and then the uppermost ectoderm. Respectively, these tissue strata will form components of the gastrointestinal, musculoskeletal and nervous systems, among other derivatives.

Comparing Gastrulation Across Species

Depending on the species, gastrulation is achieved in different ways. For example, early mouse embryos are uniquely shaped and appear as “funnels” rather than flat discs. Gastrulation thus produces a conical embryo, arranged with an inner ectoderm layer, outer endoderm, and the mesoderm sandwiched in between (similar to the layers of a sundae cone). Due to this distinct morphological feature of mice, some researchers study other models, like rabbit or chicken—both of which develop as flat structures—to gain insights into human development.

The Primitive Streak and the Node

One of the main morphological features of avian and mammalian gastrulation is the primitive streak, a groove that appears down the vertical center of the embryo, and through which cells migrate to establish the mesoderm and endoderm. At the tip of the streak lies another important structure, termed the node, which appears as a conical indentation. Cells that migrate through the node not only contribute to the muscles and connective tissues of the head but also form a transient mesodermal structure called the notochord (future spinal cord) which plays a key role in directing the development of certain neurons. In addition, the node also “organizes” development in the embryo, due to the signals it produces. For example, chordin and noggin proteins emanating from the node help to direct nearby ectoderm to form neural tissue. In fact, if a mouse node is removed and transplanted into another mouse embryo, it can partially generate a second neural axis, complete with neural folds.

Mapping Cell Movements and Fates

Since gastrulation relies on intricate cell movements to generate the three tissue layers, researchers have also tracked such migration by injecting cells of model organisms with dye and then culturing embryos. Paired with time-lapse microscopy, these techniques have revealed that in the chicken, epiblast cells are swept into the primitive streak by sweeping circular movements, and similar patterns of migration have been demonstrated in the rabbit. These techniques have also been extended to not only look at how cells shift during gastrulation, but also to track the tissue types that labeled cells will go on to form, generating detailed “fate maps” of early embryos.

Gastrulation bir embriyonun üç ana dokukurar: ektoderm, mezoderm, ve endoderm. Bu gelişimsel süreç, insanlarda iki hücre yaprağından oluşan düz bir "bilaminar diski" üç katmanlı bir yapıya dönüştüren bir dizi karmaşık hücresel harekete dayanır. Ortaya çıkan embriyoda, endoderm alt tabaka olarak hizmet vermektedir, ve doğrudan üzerinde yığılmış orta mezoderm, ve daha sonra üst ektoderm. Sırasıyla, bu doku tabakaları gastrointestinal bileşenleri oluşturacak, kas-iskelet ve sinir sistemleri, diğer türevleri arasında.

Türler Arasında Gastrulation Karşılaştırma

Türe bağlı olarak, gastrulation farklı şekillerde elde edilir. Örneğin, erken fare embriyoları benzersiz şekilli ve düz diskler yerine "huniler" olarak görünür. Gastrulation böylece bir iç ektoderm tabakası ile düzenlenmiş konik bir embriyo üretir, dış endoderm, ve mezoderm arasında sandviç (bir sundae koni katmanları benzer). Farelerin bu farklı morfolojik özelliği nedeniyle, bazı araştırmacılar tavşan veya tavuk gibi diğer modelleri incelerler, ki bunların her ikisi de düz yapılar olarak gelişirler— insan gelişimi hakkında bilgi edinmek için.

İlkel Çizgi ve Düğüm

Kuş ve memeli gastrulation ana morfolojik özelliklerinden biri ilkel çizgi, embriyonun dikey merkezinden aşağı görünen bir oluk, ve hangi hücrelerin mezoderm ve endoderm kurmak için göç. Çizginin ucunda konik bir girintisolarak görünen düğüm olarak adlandırılan başka bir önemli yapı yer alır. Düğüm den göç hücreler sadece baş Kasları ve bağ dokularına katkıda bulunmak değil, aynı zamanda notochord denilen geçici bir mezodermal yapı oluşturur (gelecekteki omurilik) bazı nöronların gelişimini yönlendirmede önemli bir rol oynar. Buna ek olarak, düğüm de ürettiği sinyaller nedeniyle, embriyo gelişimi "organize" eder. Örneğin, düğümden yayılan akorin ve noggin proteinleri yakındaki ektodermin nöral doku oluşturmak için yönlendirilmesine yardımcı olur. Aslında, bir fare düğümü kaldırılır ve başka bir fare embriyo içine nakledilirse, kısmen ikinci bir sinir ekseni oluşturabilirsiniz, nöral kıvrımlar ile tam.

Hücre Hareketlerinin ve Kaderlerinin Haritalaması

Gastrulation üç doku tabakası oluşturmak için karmaşık hücre hareketlerine dayanır yana, araştırmacılar da boya ile model organizmaların hücreleri enjekte ederek ve daha sonra embriyolar kültüre bu tür göç izlemiştir. Zaman atlamalı mikroskopi ile eşleştirilmiş, bu teknikler tavuk, epiblast hücreleri dairesel hareketler süpürme tarafından ilkel çizgi içine süpürüldü olduğunu ortaya koymuştur, ve göç benzer desenler tavşan gösterilmiştir. Bu teknikler aynı zamanda sadece hücrelerin gastrulation sırasında nasıl kaydığı bakmak için genişletilmiş, ama aynı zamanda etiketli hücreler forma devam edecek doku tipleri izlemek için, erken embriyoların ayrıntılı "kader haritaları" üreten.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter