בתהליך הפריית העובר של יונקים נפגשים שני תאים, תא זרע ותא ביצית, אשר מתאחדים לתא אחד שנקרא זיגוטה. החלוקות הראשונות של הזיגוטה יוצרות אשכול תאים, שנקרא מורולה (או תותית). התאים ממשיכים להתחלק ומתקבל כדור חלול מלא בנוזל, הבלסטוציסט (או בלסטולה), ולו 16 תאים. מעבר ממורולה לבלסטוציסט הוא אירוע מכונן בהתפתחות העובר לפני ההשרשה על דופן הרחם. במהלך מעבר זה, העובר חייב להקים מחסום חדירות בין-תאי כדי לאפשר התרחבות של חלל הבלסטוציסט.
איור 1. הימים הראשונים בחייו של עובר: מזיגוטה לבלסטוציסט.
צוות מדענים מסינגפור ואוסטרליה, באמצעות דימות של עוברי עכבר חיים, חשף "רוכסנים" של חלבוני אקטין שיצרו צמתים, בדומה לתפרים בין לוחות העור של כדורגל, והפכו את העובר הצעיר לאשכול תאים אטום למים. המחקר התפרסם בכתב העת המדעי Cell (אפריל, 2018).
בשלב המקדים לבלסטוציסט, נוצרות טבעות חלבון אקטין – מרכיב עיקרי של שלד התא (ציטוסקלטון) – על פני השטח החיצוניים של תאי העובר. טבעות אקטין דומות שנמצאו בתאים מסוימים של גוף בוגר, בדרך כלל מתכווצות פנימה כדי לסייע בסגירת פצע וחלוקת תא. עם זאת, צוות החוקרים מצא כי בשלב מכריע של ההתפתחות המוקדמת, כאשר העובר מבשיל ממצבור של 16 תאים חלשים לכדור הדוק בן 32 תאים, טבעות האקטין מתרחבות כלפי חוץ אל גבולות התאים הסמוכים, שם הן משתלבות ומגייסות חלבונים אחרים כדי לאטום את העובר לצורתו הכדורית המלוכדת. כך העובר יכול להתרחב על ידי שאיבת נוזלים לתוך עצמו, וליצור חלל פנימי. מסתבר כי, המהלך המתואם הוא מה שמביא לאיטום, ואם התרחבות הטבעות או רכיסת הצמתים משתבשת, העובר לא מצליח לאטום או להתפתח הלאה. עד כה לא היה ברור מה גרם לאיטום העוברים הצעירים בגלל מגבלות טכניות.
טעויות בתהליך זה "עשויות להוביל לכישלון השרשה, ליקויים בעובר והפלות", אומרת ג'ניפר זנקר, מדענית פוסט-דוקטורט והמחברת הראשית של המחקר. "ידע מתקדם במנגנון התאי והמולקולרי הבסיסי השולט בהתפתחות המוקדמת של העובר עשוי לשפר עוד יותר את השימוש בטכנולוגיות המסייעות לרבייה, במחקר של תאי גזע ובשיעורי הילודה", היא מוסיפה.
איור 2. צוות המדענים חשף מנגנון מורפוגנטי מתואם שמפעיל איטום של עובר העכבר לשם היווצרות הבלסטוציסט. מנגנון זה כולל:
(1) היווצרות של טבעות אקטין על פני התאים.
(2) התרחבות טבעות האקטין וצימוד עם הצמתים הבין-תאיים.
(3) רכיסת (zipping) טבעות האקטין לאורך הצמתים כדי להפעיל את הבשלת מתחמי הצומת ואיטום העובר.
סרטון: מנגנון הרוכסן – zipping
מקורות:
Expanding Actin Rings Zipper the Mouse Embryo for Blastocyst Formation. Zenker J, White MD, Gasnier M, Alvarez YD, Lim HYG, Bissiere S, Biro M, Plachta N., 2018
research.a-star.edu.sg/research/7899/how-the-early-embryo-is-like-a-soccer-ball
תמונה ראשית: Zenker et al.,2018 ,dreamstime
