Οι επιστήμονες του Forsyth αποκτούν μεγαλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα έμβρυα διαφοροποιούν την αριστερά από τα δεξιά

Στα αρχικά στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, όλοι οι οργανισμοί είναι διμερώς συμμετρικοί, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να χωριστούν σε μισά της εικόνας καθρέφτη κατά μήκος ενός κεντρικού άξονα. Ωστόσο, καθώς τα έμβρυα αναπτύσσονται και αναπτύσσονται, τα περισσότερα ζώα σπάζουν αυτή τη συμμετρία και γίνονται ασύμμετρες, με ξεχωριστές αριστερές και δεξιές πλευρές. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται Αριστερά δεξιά ασυμμετρία.

Ο τρόπος με τον οποίο τα έμβρυα διαφοροποιούνται μεταξύ αριστερά και δεξιά ήταν ένα μυστήριο για αιώνες, αλλά οι επιστήμονες στο Ινστιτούτο Forsyth έχουν κάνει μια σημαντική ανακάλυψη στην κατανόηση της διαδικασίας. Ανακάλυψαν ότι μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Lefty2 διαδραματίζει βασικό ρόλο στον προσδιορισμό του αριστερού-δεξιού άξονα.

Το Lefty2 παράγεται από κύτταρα στην αριστερή πλευρά του εμβρύου και διαχέεται στη δεξιά πλευρά, όπου εμποδίζει τη δραστηριότητα μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται κόμβος. Το Nodal είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη της δεξιάς πλευράς του εμβρύου, οπότε εμποδίζοντας τη δραστηριότητά του, το Lefty2 εξασφαλίζει ότι η δεξιά πλευρά αναπτύσσεται διαφορετικά από την αριστερή πλευρά.

Αυτή η ανακάλυψη είναι μια σημαντική ανακάλυψη στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα έμβρυα διαφοροποιούν την αριστερά από τα δεξιά. Θα μπορούσε επίσης να έχει επιπτώσεις στην κατανόηση των γενετικών ανωμαλιών που προκαλούνται από διαταραχές στην αριστερή δεξιά ασυμμετρία, όπως το SITUS Inversus, όπου τα όργανα είναι διατεταγμένα σε μια εικόνα καθρέφτη των κανονικών θέσεων τους.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature.

"Αυτή η ανακάλυψη αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην κατανόηση των θεμελιωδών αρχών που ελέγχουν την ανάπτυξη της αριστερής και δεξιάς ασυμμετρίας στα ζώα", δήλωσε ο Δρ Igor Prudovsky, ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. "Θα μπορούσε επίσης να οδηγήσει σε νέους τρόπους κατανόησης και θεραπείας γενετικών ανωμαλιών που επηρεάζουν την τοποθέτηση των οργάνων".

Πώς λειτουργεί το Lefty2

Το Lefty2 είναι μια πρωτεΐνη που παράγεται από κύτταρα στην αριστερή πλευρά του εμβρύου. Διαχέεται στη δεξιά πλευρά του εμβρύου, όπου δεσμεύεται με μια πρωτεΐνη που ονομάζεται κόμβο. Το Nodal είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη της δεξιάς πλευράς του εμβρύου, οπότε εμποδίζοντας τη δραστηριότητά του, το Lefty2 εξασφαλίζει ότι η δεξιά πλευρά αναπτύσσεται διαφορετικά από την αριστερή πλευρά.

Η δέσμευση του Lefty2 σε κόμβο προκαλεί μια αλλαγή διαμόρφωσης στο κόμβο, γεγονός που την εμποδίζει να δεσμεύει τον υποδοχέα του. Αυτό εμποδίζει την οδό σηματοδότησης που είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη της δεξιάς πλευράς του εμβρύου.

Συνέπειες της μελέτης

Η ανακάλυψη ότι το Lefty2 διαδραματίζει βασικό ρόλο στον προσδιορισμό του αριστερού-δεξιού άξονα των εμβρύων έχει διάφορες συνέπειες. Πρώτον, παρέχει μια νέα κατανόηση των θεμελιωδών αρχών που ελέγχουν την ανάπτυξη της ασυμμετρίας στα ζώα. Δεύτερον, θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους κατανόησης και αντιμετώπισης των γενετικών ανωμαλιών που προκαλούνται από διαταραχές στην αριστερή δεξιά ασυμμετρία, όπως το SITUS Inversus. Τρίτον, θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών για μηχανική και αναγέννηση ιστών, παρέχοντας έναν τρόπο ελέγχου της διαφοροποίησης των κυττάρων σε συγκεκριμένες δομές αριστερού δεξιού.

Η μελέτη είναι μια σημαντική ανακάλυψη στον τομέα της αναπτυξιακής βιολογίας και αναμένεται να έχει σημαντικό αντίκτυπο στην κατανόησή μας για το πώς αναπτύσσονται τα έμβρυα και τον τρόπο με τον οποίο εμφανίζονται γενετικές ανωμαλίες.