Коллектив биологов, который возглавляли Альфонсо Мартинес-Ариас (Alfonso Martinez Arias) из Кембриджского университета и Дени Дюбуль (Denis Duboule) из Женевского университета, проследил за судьбой групп эмбриональных стволовых клеток мышей, растущих не в организме, а в клеточной культуре. Эти клетки проявляют способность к самоорганизации, образуя вытянутые трехмерные структуры – гаструлоиды.
В предыдущем исследовании, выполненном в 2014 году, та же группа ученых обнаружила формирования гаструлоидов из групп примерно в 300 эмбриональных стволовых клеток, которые были помещены в питательную среду и подвергнуты воздействию вещества, стимулирующего ген Wnt – один из ключевых генов развития. В новой работе ученые установили, что основные типы клеток в этих гаструлоидах ведут себя подобно клеткам эмбриона в процессе образования у него основных осей симметрии.
Дени Дюбуль сравнивает гаструлоиды по форме с маленькими бананчиками или кабачками. «Вы ожидали увидеть внутри них беспорядок, наподобие опухоли, – говорит он, – но нет, там всё очень хорошо организовано». Когда же ученые получили данные об активности генов клеток в этих гаструлоидах, полученная картина была очень похоже на ту, что наблюдается в обычном эмбрионе мыши. Существенная разница только одна – в гаструлоидах не возникает зачаток головы.
Поскольку гаструлоиды довольно легко получать в больших количествах, они могут служить удобной моделью для исследований ранних стадий эмбрионального развития. Сейчас Дюбуль уже использует их для изучения эффектов множественных мутаций, которые трудно получить на настоящих эмбрионах мышей даже при помощи современных технологий. Пока неясно, позволит ли этот подход создавать похожие модели из человеческих эмбриональных клеток.
Исследование опубликовано в журнале Nature.