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25.8: Bestimmung
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Bestimmung
 

PROTOKOLLE

25.8: Bestimmung

Im Laufe der Embryogenese werden die Zellen nach und nach in einem zweistufigen Prozess an verschiedene Schicksale gebunden: Spezifizierung, gefolgt von Bestimmung. Die Spezifizierung wird durch die Entnahme eines Segments eines frühen Embryos, neutral die Kultivierung des Gewebes in vitrozum Beispiel in einer Petrischale mit einfachem Mediumund die anschließende Beobachtung der Derivate demonstriert. Wenn die kultivierte Region Zelltypen hervorbringt, die normalerweise im Embryo entstehen würden, bedeutet dies, dass sie spezifiziert ist. Im Gegensatz dazu erfolgt die Bestimmung, wenn eine Region des Embryos entfernt und in a nicht-neutrale Umgebungenwie in einer Schale mit komplexem Medium, das mit einer Vielzahl von Proteinen ergänzt wird, oder sogar in einem anderen Bereich des Embryos selbst, und es dennoch die erwarteten Ableitungen erzeugt. Spezifikation und Bestimmung sind zwei aufeinanderfolgende Schritte im Entwicklungsweg einer Zelle, die dem letzten Stadium der Differenzierung vorausgehen, in dem reife Gewebe mit einzigartigen Morphologien und Funktionen produziert werden.

In Vitro Demonstration der Spezifikation

Um die Spezifikation der Studie zu studieren, müssen Wissenschaftler zunächst die normalen Ableitungen der verschiedenen Regionen eines Embryos verstehen. Dazu werden oft "Schicksalskarten" verwendet, die durch Färbung oder Markierung von Zellen in der frühen Embryonalentwicklung entstehen. Sie entstehen durch die Kultivierung ganzer Embryonen und durch die Überwachung, davon, wo die markierten Zellen landen. Zum Beispiel haben solche Techniken, die beim Huhn eingesetzt werden, gezeigt, dass bestimmte Regionen, die sich außermittig im Embryo befinden (ungefähr an den Positionen 9 Uhr und 3 Uhr), zu Nervenkammzellen führen, die in der Lage sind, sich zu bewegen und das periphere Nervensystem zu erzeugen.

Wichtig ist, dass diese für den Nervengipfel bestimmten Bereiche in den frühen Stadien der Gastrulation (wenn der Embryo in eine dreischichtige Struktur umgewandelt wird) exzidiert werden können bevor sie anfangen, Proteinmarker oder andere Merkmale des Zelltyps zu exprimieren. Wenn jegliches darunter liegende Gewebe, das eine Quelle von Signalfaktoren sein könnte, entfernt wird und diese Explantate in Kollagentropfen in einem einfachen Medium kultiviert werden, erzeugen sie Zellen, die typische Transkriptionsfaktoren der Nervenkammregion exprimieren. Es ist interessant, dass einige Zellen sogar dabei beobachtet werden können, wie sie aus dem Körper des Gewebefragments wegwandern, was ein weiteres Merkmal dieses Zellschicksals ist. Diese Experimente haben gezeigt, dass die Spezifizierung der Neuralleiste früh während der Embryonalentwicklung erfolgt. Obwohl ein Großteil dieser Arbeit beim Huhn durchgeführt wurde, deuten neuere Erkenntnisse auf ein ähnliches Muster der Spezifizierung beim Kaninchen hin; beide Organismen werden als Modelle für die menschliche Embryonalentwicklung verwendet.

Die Signalisierung hinter der Spezifikation verstehen

Sobald die Spezifizierung einer Region eines Embryos nachgewiesen ist, sind die Forscher auch daran interessiert, zu bestimmen, wie die Proteinsignale und die Position des Gewebes im Embryo selbst dazu führen, dass eine Zelle einen bestimmten Entwicklungsweg annimmt. Für die Nervenwurzel haben die Forscher festgestellt, dass eine Kombination von Proteinen, unter anderem knochenmorphogenetische Proteine und Fibroblastenwachstumsfaktoren, die aus dem an die zukünftige Nervenwurzel angrenzenden oder darunter liegenden Gewebe stammen, dieses Zellschicksal induzieren. Solche Signale wiederum lösen in diesen Zellen die Expression von Spezifizierungsproteinen aus, die sie in den Neuralkämmenweg einschleusen.


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