Πώς τα έμβρυα του ποντικιού καθορίζουν αριστερά από δεξιά

Κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, τα θηλαστικά πρέπει να δημιουργήσουν την αριστερή δεξιά ασυμμετρία για να τοποθετήσουν σωστά τα εσωτερικά όργανα. Στα ποντίκια, αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει τη δημιουργία μιας αριστερής ροής υγρού σε μια εξειδικευμένη δομή που ονομάζεται κόμβος. Αυτή η ασυμμετρία είναι κρίσιμη για τον προσδιορισμό της τοποθέτησης ζωτικών οργάνων, όπως η καρδιά, το στομάχι και το ήπαρ, στη σωστή πλευρά του σώματος.

Η καθιέρωση της αριστερής δεξιάς ασυμμετρίας σε έμβρυα ποντικού είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει πολλαπλές οδούς σηματοδότησης και μοριακούς μηχανισμούς. Ακολουθεί μια επισκόπηση των βασικών βημάτων:

1. Σχηματισμός της πρωτόγονης ράβδου:

- Η διαδικασία αρχίζει με το σχηματισμό της πρωτόγονης ράβδου, μια επιμήκη δομή στην επιφάνεια του αναπτυσσόμενου εμβρύου.

2. Δικηγορική σηματοδότηση:

- Ο Nodal, μια εκκρινόμενη πρωτεΐνη, διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη διάσπαση της συμμετρίας και στην έναρξη της ασυμμετρίας αριστεράς δεξιάς.

- Ο κόμβος εκφράζεται στην πρωτόγονη ράβδο και αργότερα περιορίζεται στην αριστερή πλευρά του κόμβου, μια εξειδικευμένη δομή μέσα στην πρωτόγονη ράβδωση.

3. Cilia και ρευστοποιημένη ροή:

- Ο κόμβος περιέχει πολυάριθμες κινητικές κηλίδες, μικροσκοπικές δομές που μοιάζουν με τρίχες στην επιφάνεια των κυττάρων.

- Η κηλίδα κτύπησε με συντονισμένο τρόπο, δημιουργώντας μια αριστερή ροή υγρού σε όλο τον κόμβο.

- Αυτή η ροή υγρού είναι ζωτικής σημασίας για τη μετάδοση των αριστερών-δεξιών πληροφοριών θέσης στο υπόλοιπο έμβρυο.

4. Μονοπάτι σηματοδότησης κόμβου:

- Η αριστερή ροή του ρευστού ενεργοποιεί την ενεργοποίηση της οδού σηματοδότησης του κόμβου στην αριστερή πλευρά του εμβρύου.

-Η σηματοδότηση του κόμβου προκαλεί την έκφραση γονιδίων αριστεράς όψης και καταστέλλει την έκφραση των δεξιόστροφων γονιδίων.

5. Αριστερά δεξιά διοργανωτής:

-Η αριστερή ροή του ρευστού και της σηματοδότησης του κόμβου καθιερώνει έναν αριστερό-δεξιό διοργανωτή, μια ομάδα κυττάρων στην αριστερή πλευρά του κόμβου που ελέγχει τη συνολική αριστερή δεξιά διαμόρφωση του εμβρύου.

6. Ασύμμετρη γονιδιακή έκφραση:

-Η αριστερή δεξιά ασυμμετρία οδηγεί στην ασύμμετρη έκφραση διαφόρων γονιδίων και στην ανάπτυξη δομών αριστεράς και δεξιάς όψης.

- Για παράδειγμα, η έκφραση του γονιδίου pitx2 περιορίζεται στην αριστερή πλευρά, εξασφαλίζοντας την σωστή τοποθέτηση της καρδιάς και άλλων δομών στα αριστερά.

7. Τοποθέτηση οργάνων:

- Τα ασύμμετρα πρότυπα έκφρασης γονιδίων καθοδηγούν την τοποθέτηση των εσωτερικών οργάνων.

- Τα όργανα που αναπτύσσονται από την αριστερή πλευρά του εμβρύου, όπως η καρδιά και το στομάχι, τοποθετούνται στα αριστερά, ενώ τα όργανα που αναπτύσσονται από τη δεξιά πλευρά τοποθετούνται στα δεξιά.

Έτσι, η αλληλεπίδραση της σηματοδότησης του κόμβου, της ροής υγρών που παράγεται από το βέλος και της ασύμμετρης γονιδιακής έκφρασης εξασφαλίζει την κατάλληλη ασυμμετρία αριστερού δεξιού σε έμβρυα ποντικού, εξασφαλίζοντας τη σωστή τοποθέτηση ζωτικών οργάνων κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης.