کشف منشاء پنهان جفت

توسط Lori Dajose، موسسه فناوری کالیفرنیا

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

زمانی که جنین تقریبا شش روز پس از لقاح به دیواره رحم می‌چسبد، شروع به ساختن بدن و جفت می‌کند. این مرحله ای از زندگی است که دانشمندان کمتر از آن می دانند. همچنین مرحله ای است که اکثر بارداری ها از بین می روند.

زیست شناسان کلتک اکنون دقیق ترین تصویر را از لحظه لانه گزینی در جنین موش تهیه کرده اند که منشا شگفت انگیز جفت را نشان می دهد. قبلا اعتقاد بر این بود که از یک گروه از سلول‌ها رشد می‌کند، اما با فیلمبرداری از جنین‌ها در حین کاشت و نظارت بر فعالیت ژن در بیش از 22000 سلول منفرد در حین و پس از کاشت، تیم منبع دوم را کشف کرد: چند سلول از طرف مقابل جنین که برای کمک به ساختن آن حرکت می‌کنند. هنگامی که این سلول ها برداشته شدند، ساختاری که جفت را به وجود می آورد تشکیل نشد.

به نظر می‌رسد جنین‌های انسانی سلول‌های مشابهی دارند، به این معنی که یافته‌ها می‌تواند به توضیح اینکه چرا برخی از بارداری‌ها خیلی زود با شکست مواجه می‌شوند، کمک کند. آنها همچنین به آنچه در مدل‌های جنین رشد‌یافته در آزمایشگاه امروزی وجود ندارد - ساختارهای جنین مانندی که از سلول‌های بنیادی ساخته شده‌اند - اشاره می‌کنند که نمی‌توانند جفتی کارآمد را کاشت یا ایجاد کنند.

این تحقیق در آزمایشگاه Magdalena Zernicka-Goetz، استاد زیست شناسی و مهندسی بیولوژیکی برن انجام شد و در مقاله ای که در 12 نوامبر در Nature Cell Biology منتشر شد، توضیح داده شده است.

در مطالعه جدید، این تیم چندین روش را برای ثبت کاشت در صورت وقوع ترکیب کرد. آنها شناسایی کردند که کدام ژن در بیش از 22000 سلول منفرد از جنین موش در شش مرحله نزدیک به هم روشن شده است. در همان زمان، آنها از جنین‌های زنده هنگام کاشت فیلمبرداری کردند و آزمایش کردند که وقتی سلول‌های خاص برداشته شد یا ردیابی شد، چه اتفاقی افتاد. نتیجه یک نقشه راه سلول به سلول از کاشت است، و یک نمای طولانی کتاب درسی از جایی که جفت از کجا آمده است را وارونه می کند.

قبل از لانه گزینی، جنین پستانداران یک توپ توخالی به نام بلاستوسیست است. در داخل مجموعه کوچکی از سلول ها قرار دارد که تبدیل به بدن می شود. لایه بیرونی، تروفکتودرم، جفت و سایر بافت های حمایتی را تشکیل می دهد. دانشمندان این لایه بیرونی را به دو ناحیه تقسیم می‌کنند: سمت "قطبی" که خوشه داخلی را لمس می‌کند، و سمت "دیواری" که بقیه توپ را پوشانده است. مدل پذیرفته شده معتقد است که جفت فقط از سمت قطبی می آید.

تیم Caltech چیز دیگری دریافت کرد. در مرز بین دو منطقه، تعداد انگشت شماری از سلول های دیواری، اغلب فقط دو تا چهار در هر جنین، متفاوت از همسایگان خود رفتار می کنند. این سلول های "دیواری مرزی" جزو اولین سلول هایی هستند که دیواره رحم را لمس می کنند. آن‌ها ژن‌های مرتبط با سلول‌های تشکیل‌دهنده جفت را روشن می‌کنند، سپس به سمت بالا حرکت می‌کنند تا به مخروط نابجفتی بپیوندند، ساختاری که بیشتر جفت موش را می‌سازد. نوادگان این سلول ها در لبه بیرونی مخروط در جای خود باقی می مانند، زیرا جفت شروع به تشکیل می کند.

هنگامی که محققان بیشتر سلول های دیواری را از جنین های اولیه رشد یافته در آزمایشگاه حذف کردند، این جنین ها هرگز ساختار اولیه ای را که جفت می شود، تشکیل ندادند. در رحم، تعداد کمی از آنها به طور کلی رشد کردند.

زرنیکا-گوتز می‌گوید: «برای دهه‌ها، کتاب‌های درسی به ما گفته‌اند که جفت از یک مکان می‌آید. "مشاهده کاشت رویان به ما نشان داد که چند سلول از طرف دیگر جنین نیز سفر را انجام می دهند و بدون آنها پایه های جفت به درستی تشکیل نمی شود. فیلم های کاشت ما نشان می دهد که این سلول ها اولین سلول های تماس جنین و مادر هستند. ما فرض می کنیم که این تماسی است که آنها را برای تشکیل مکان به بالا و ایجاد حمله از آن آغاز می کند."

مطالعات قبلی نشان داده اند که جنین انسان با جنین موش متفاوت است. با این حال، وقتی تیم از بلاستوسیست‌های انسانی در کشت فیلمبرداری کردند، گروه مشابهی از سلول‌های مرزی را دیدند که به سمت جنین حرکت می‌کردند. تعداد کمی از این سلول‌ها همان ژن‌های نشانگر را که تیم در موش‌ها پیدا کرده بود، روشن کردند. با تجزیه و تحلیل مجموعه داده های منتشر شده، محققان همچنین سلول هایی با این امضا را در میان سلول های مهاجم پیدا کردند که جفت انسان را به دیواره رحم متصل می کند. این احتمال را افزایش می دهد که یک جمعیت مشابه به ساخت جفت انسان کمک کند.

نقشه راه همچنین تغییرات دیگری را نشان داد که در آزمایش‌های قبلی به سختی مشاهده می‌شد. درست همانطور که جنین لانه گزینی می کند، سلول هایی که بدن را تشکیل می دهند از یک وضعیت مختصر و متمایز بین دو مرحله شناخته شده رشد سلول های بنیادی عبور می کنند. ژنی به نام Wt1 که بیشتر به دلیل نقشش در رشد کلیه و سرطان کلیه دوران کودکی شناخته می شود، در این لحظه به شدت روشن می شود و سپس دوباره خاموش می شود. هیچ یک از خطوط سلول بنیادی که آزمایشگاه‌ها در حال حاضر برای مدل‌سازی این انتقال استفاده می‌کنند، آن را به‌طور کامل نشان نمی‌دهند.

این تیم همچنین اولین علائم مولکولی محور بدن سر به دم را زودتر از آنچه قبلا گزارش شده بود، شناسایی کردند.

اکنون دانشمندان می توانند ساختارهای جنین مانند را از سلول های بنیادی پرورش دهند که ابزار قدرتمندی برای مطالعه رشد اولیه و ناباروری هستند. اما این مدل ها نمی توانند به درستی کاشته شوند یا جفت واقعی بسازند. نتایج جدید یک دلیل را نشان می دهد: آنها فاقد سلول های دیواری به درستی تشکیل شده اند. Zernicka-Goetz می‌گوید: «ما اکنون امیدواریم بتوانیم روش‌هایی را برای ایجاد این سلول‌ها در مدل‌های جنینی خود با امید به بهبود کاشت آنها ایجاد کنیم. "اگر ما موفق شویم، این مطالعات ممکن است نور جدیدی را در مورد اینکه چرا کاشت جنین انسان اغلب با شکست مواجه می شود، روشن کند."

این تیم مجموعه داده کامل خود را به صورت رایگان از طریق یک وب سایت تعاملی در دسترس قرار داده است.

دونگ یوان چن و همکاران، نقشه برداری شکل گیری جفت پستانداران و انتقال لانه گزینی با رونویسی تک سلولی و تصویربرداری زنده، زیست شناسی سلولی طبیعت (2026). DOI: 10.1038/s41556-026-02134-0

ارائه شده توسط موسسه فناوری کالیفرنیا

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →