Πώς τα έμβρυα του ποντικιού καθορίζουν αριστερά από δεξιά

Κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, είναι απαραίτητο για τους οργανισμούς να δημιουργήσουν την αριστερή δεξιά ασυμμετρία, εξασφαλίζοντας την κατάλληλη τοποθέτηση εσωτερικών οργάνων και δομών. Σε έμβρυα ποντικού, η διαδικασία προσδιορισμού της αριστεράς από τα δεξιά περιλαμβάνει μια σύνθετη αλληλεπίδραση μοριακών σημάτων και κυτταρικών αλληλεπιδράσεων. Ακολουθεί μια επισκόπηση του τρόπου με τον οποίο τα έμβρυα του ποντικιού καθορίζουν την αριστερή δεξιά ασυμμετρία:

Σηματοδότηση κόμβων:

Η σηματοδότηση του κόμβου διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην έναρξη της αριστερής δεξιάς ασυμμετρίας. Το Nodal είναι ένας εκκρινόμενος αυξητικός παράγοντας που σχηματίζει μια κλίση συγκέντρωσης μέσα στο έμβρυο. Η υψηλότερη συγκέντρωση του κόμβου βρίσκεται στην αριστερή πλευρά του εμβρύου, δημιουργώντας έναν αριστερό-δεξιό άξονα. Αυτή η ασυμμετρία θεωρείται ότι ξεκινά τυχαία γεγονότα και στη συνέχεια ενισχύεται μέσω μηχανισμών θετικής ανάδρασης.

Παράγοντες μεταγραφής:

Αρκετοί παράγοντες μεταγραφής, συμπεριλαμβανομένων των Lefty1 και Pitx2, εμπλέκονται στην κατάντη σηματοδότηση του κόμβου. Το Lefty1, που εκφράζεται στην αριστερή πλευρά του εμβρύου, αναστέλλει την οδό σηματοδότησης του κόμβου στη δεξιά πλευρά, ενισχύοντας την αριστερή δεξιά ασυμμετρία. Το PITX2, που εκφράζεται στη δεξιά πλευρά, λειτουργεί ως θετικός ρυθμιστής της δεξιόστροφης γονιδιακής έκφρασης.

Βλεφαρίδες:

Η Cilia, μικροσκοπικές δομές που μοιάζουν με μαλλιά που βρέθηκαν στην επιφάνεια ορισμένων κυττάρων, διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην ανίχνευση της βαθμίδας κόμβου και τη μετάδοση των αριστερών-δεξιών πληροφοριών. Cilia στην αριστερή πλευρά του εμβρύου περιστρέφεται αριστερόστροφα, ενώ η κηλίδα στη δεξιά πλευρά περιστρέφεται δεξιόστροφα. Αυτή η ασυμμετρία στο ακτινωτό κίνημα είναι απαραίτητη για την ορθή καθιέρωση της αριστερής δεξιάς ασυμμετρίας.

Σηματοδότηση σκαντζόχοιρων:

Η σηματοδότηση του σκαντζόχοιρου είναι μια άλλη σημαντική οδός σηματοδότησης που εμπλέκεται στην ασυμμετρία αριστερά-δεξιά. Το SHH (Sonic Hedgehog), ένα εκκρινόμενο μόριο σηματοδότησης, εκφράζεται στην κοιλιακή μέση γραμμή του εμβρύου και ρυθμίζει την ανάπτυξη διαφόρων δομών, συμπεριλαμβανομένου του εντέρου και της καρδιάς. Η σηματοδότηση SHH συμβάλλει στην ασυμμετρία της καρδιάς και άλλων εσωτερικών οργάνων.

Εξωκυτταρική μήτρα:

Η εξωκυτταρική μήτρα (ECM), ένα δίκτυο πρωτεϊνών και υδατανθράκων που περιβάλλουν τα κύτταρα, παίζουν επίσης ρόλο στην αριστερή δεξιά ασυμμετρία. Οι διαφορές στη σύνθεση και την ακαμψία της ECM στις αριστερές και τις δεξίες πλευρές του εμβρύου παρέχουν φυσικά σημεία που καθοδηγούν τη μετανάστευση και την τοποθέτηση των κυττάρων, συμβάλλοντας στην ασύμμετρη ανάπτυξη διαφόρων δομών.

Με την ενσωμάτωση αυτών των μοριακών σημάτων και των κυτταρικών αλληλεπιδράσεων, τα έμβρυα ποντικού είναι σε θέση να προσδιορίσουν αριστερά από τα δεξιά, εξασφαλίζοντας την κατάλληλη οργάνωση και τη λειτουργία των εσωτερικών οργάνων και δομών τους. Οι διαταραχές σε αυτές τις διαδικασίες μπορούν να οδηγήσουν σε συγγενείς ανωμαλίες που είναι γνωστές ως SITUS Inversus, όπου τα εσωτερικά όργανα καθορίζονται από τις κανονικές θέσεις τους.