Organismy, které nepatří do savčí říše, například banánové mušky, mají ve svých vajíčkách v různých místech odlišné koncentrace určitých molekul.  Když se vajíčko po oplodnění začne dělit, tyto různé koncentrace vznikajícím dceřinným buňkám slouží jako jakési souřadnicové určení jejich místa. Buňce to říká ze kterého místa pochází  a co by měla udělat. Tyto vzory chování jsou nezměnitelné, takže rozdělením takového  vajíčka ostrou jehlou na dvě stejné poloviny nedostanete dvojčata ale získáte  vyvíjející se přední a zadní část jedince.

Magdalena Zernicka-Goetz provádí své pokusy na The Wellcome Trust/Cancer Research UK Gurdon Institute, který je součástí Cambridge University.

Savčí embrya jsou v tomto směru mnohem flexibilnější. Když  rozdělíte savčí  embryo, které je  ve stadiu dvou buněk, a jednu z těchto buněk zahubíte, bez problémů tak dostanete kompletní organismus. Rozdělením zárodku v jeho raných fázích, ať už samovolně, nebo uměle, vznikají jednovaječná dvojčata. A právě tohle zjištění vedlo k domněnce, že buňky v časném savčím embryu jsou totipotentní. To je termín, který si vědci vymysleli pro schopnost buněk dát vznik jakémukoli  typu buněk v organismu.

Nyní byla zveřejněna  studie, která tuto všeobecně uznávanou představu zpochybňuje. Zmatek má na svědomí v Anglii pracující Polka Magdalena Zernicka-Goetz z instituce s neméně  krkolomným názvem: Wellcome Trust/Cancer Research UK Gurdon Institute. Jmenovaná výzkumnice  prokázala, že buňky v embryu, které je ve stadiu čtyř buněk, již nejsou stejné a že se tyto buňky v již  tak časném  stádiu,  jedna od druhé liší.

Zvětšit obrázek

Buňky mají záhy jasno v tom, zda se budou dělit a rozrůstat podélně nebo příčně. Znají svojí polaritu.

Přišlo se na to když v myším embryu, které se nacházelo  ve stadiu dvou buněk, výzkumníci jednu z těchto dvou buněk označili barvičkou a pak sledovali její osud. Zjistili, že u většiny embryí se jedna z buněk začne dělit  podélně  (myšleno v pomyslné „poledníkové rovině vajíčka“),  zatímco druhá buňka se dělí tak, že dává vznik buňkám rozrůstajícím se „napříč rovníkem vajíčka“. Již to, že buňky mají jasno v polaritě, je samo o sobě zajímavé. Mnohem překvapivější zjištění ale na výzkumníky teprve čekalo. Když sledovali osud těchto buněk dál zjistili, že jakmile se vytvoří podélné šiky, buňky z této části začnou svoje místo opouštět. Tyto cestovatelky pak vytvoří vlastní tělo myšky. Buňky vzniklé, z o zlomek času pozdějšího dělení ( „příčného dělení“), zůstávají sedět na místě  jako pecky a ty pak dají vznik placentě.
To vše tedy znamená, že  buňky mají jasno v tom, která dá vznik novému tvoru a ze které nakonec bude jen „něco odpadu“. Vědí to tedy již po svém prvním  dělení!

Výzkumníkům to nebylo dost a pustili se do něčeho, co by se dalo nazvat rozborkou a sborkou.  Rozebírali  čtyř buněčná embrya, aby je poté  zase skládali dohromady. Při sestavování se ale úmyslně dopouštěli chyb. Buďto dali k sobě  jen buňky z podélné kohorty a nebo zase  splácali embryo jen ze samých buněk původně příčné divize buněk. Z obou typů takto chybně sestavených zárodků se  zárodky vyvinuly. Jenže tu vzniklo jedno „ALE“.  Zatímco embrya, jímž daly základ buňky z podélné části, se vyvíjela ve většině případů (z 85%) v čase předpokládaném a normálním, tak embrya sestavená z buněk které zahájily příčné dělení, se jich v patřičném čase vyvíjelo jen  30%.

Takto vypadá embryo (správně blastocysta tvořená několika blastomerami) na němž si výzkumníci jednotlivé buňky označili třemi různými barvičkami (červenou, modrou a zelenou). Nyní sledují jaké části zárodku ta která buňka dá vznik.

I když tyto pokusy nejsou přímým důkazem toho, že savčí vajíčka mají molekulární síť obdobnou té jako mají na začátku článku zmíněné mouchy, svědčí to o tom, že savčí buňky v časném embryu nejsou totipotentní  v tom smyslu, jak jsme si dosud představovali. Již ve stadiu čtyř buněčného embrya u nich existují vývojové rozdíly. Savci tedy mají ve svých vejcích něco, co již po druhém dělení oplozeného  vajíčka  buňky diferencuje. Pravdou je, že pokud se v embryu náhodou objeví nějaká porucha, zůstává těmto buňkám  schopnost adaptace a ony jsou schopny  jakéhosi „náhradního řešení“ a  vzájemně se zastupují. Pokud jde ale vše normálně a tak jak má, tak již od stádia čtyř buněk mají tyto buňky svůj osud nějakým  zatím nám neznámým mechanismem, předem nalinkován.

Zmíněné samoúčelné hračičkování, jak by někomu mohla tato činnost připadat, otevřelo pomyslné dveře do dalšího sálu plného otázek. Dost možná, že nyní budeme muset ve svých soudech přehodnotit i  to,  jak bezpečné je odebírání vzorků z embryí při in vitro oplození (IVF) za účelem genetického vyšetření, a zda je vhodné do embrya dloubat jen proto, že si rodiče přejí určit pohlaví předem...

Prameny: Development vol 132, p 479
The Wellcome Trust/Cancer Research UK Gurdon Institute