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.
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.
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%.
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