Кіріспе
Эмбрионалдық диапауза (сүтқоректілердегі кешіктірілген ұрықтану) – түрлі биологиялық классқа жататын көптеген жануар түрлерінің көбею стратегиясы. Бұл процесс 130-дан астам сүтқоректілерде эмбриондық дамудың бластоцист сатысында жүзеге асады және митоздық белсенділіктің күрт төмендеуімен немесе толық тоқтауымен сипатталады, көбінесе G0 немесе G1 фазасында тоқталады. Плаценталық эмбрионалдық диапауза кезінде, жыныстық көбею нәтижесінде зигота пайда болғаннан кейін бластоцист бірден жатырға енбейді, керісінше, жағдайлар жатыр қабырғасына қалыпты жағдайларда жабысуға мүмкіндік беретінге дейін осы бөлінбейтін, ұйықтасқан күйде қалады. Нәтижесінде, түрге тән уақытқа дейін жүктілік мерзімі ұзарады. Диапауза ұрпаққа тірі қалуда артықшылық береді, себебі жас ұрпақтың дүниеге келуі немесе пайда болуы, жұптасудың қашан болғанына немесе жүктіліктің ұзақтығына қарамастан, ең қолайлы жағдайлармен сәйкес келуі мүмкін; ұрпақтың тірі қалу көрсеткіштеріндегі кез келген осындай артықшылық эволюциялық пайда әкеледі.
Embryonic diapause (delayed implantation in mammals) is a reproductive strategy used by a number of animal species across different biological classes. In more than 130 types of mammals where this takes place, the process occurs at the blastocyst stage of embryonic development, and is characterized by a dramatic reduction or complete cessation of mitotic activity, arresting most often in the G0 or G1 phase of division. In placental embryonic diapause, the blastocyst does not immediately implant in the uterus after sexual reproduction has resulted in the zygote, but rather remains in this non dividing state of dormancy until conditions allow for attachment to the uterine wall to proceed as normal. As a result, the normal gestation period is extended for a species specific time. Diapause provides a survival advantage to offspring, because birth or emergence of young can be timed to coincide with the most hospitable conditions, regardless of when mating occurs or length of gestation; any such gain in survival rates of progeny confers an evolutionary advantage.
Эволюциялық маңызы
Эмбрионалдық диапаузаға түсетін организмдер жұптасудың қашан болғанына қарамастан, ұрпақтың тууын репродуктивті сәттілік үшін ең қолайлы жағдайлармен сәйкестендіре алады. Бұл шамамен 130 сүтқоректі түрінде байқалды, бұл барлық сүтқоректі түрлерінің екі пайызынан кем. Оларға кейбір кеміргіштер, аюлар, армадиллолар, мысықтәрізділер (мысалы, құсқарлар және борсықтар) және сумкалы жануарлар (мысалы, кенгурулар) кіреді. Кейбір топтарда эмбрионалдық диапаузаға түсетін тек бір түр ғана болады, мысалы, Artiodactyla отрядындағы елік.
Жалпы механизм
Көпжасушалы организмдер өмірге келген сәттен бастап, аз ғана жасушалардан тұрады және осы жасушалар бөлінетін болған соң ғана өсіп, дамиды. Эмбриондық диапаузаға қабілетті организмдерде, қолайсыз репродуктивтік жағдайларда жасушалық бөліну тоқтатылады, бұл эмбрионның өсуі мен жетілуіне кедергі келтіреді, ұрпақтың, кейде ананың тірі қалуына жағдай жасау үшін эмбрионның жетілуін кейінге жылдырады. Жасуша циклының эмбриондық диапаузамен байланысты реттелуі жеміс шыбынындағы *dacapo* генімен байланыстырылған, ол ДНК синтезі үшін қажетті циклин E cdk2 кешендерінің қалыптасуын тежеуге жауапты. Тышқан эмбрионының диапауза кезінде B жасушасының транслокациялық гені (*Btg1*) деңгейінің жоғарылауын көрсететін дәлелдер де бар, ол G0/G1 фазасынан өтуді тежейтін жасуша циклының тағы бір белгілі регуляторы. Басқа зерттеулер керісінше, плаценталық эмбриондық диапауза моделінде *p53* сияқты жасуша циклының көбірек таралған регуляторларының қатыспайтынын көрсетті. Атап айтқанда, плаценталық эмбриондық диапауза кезіндегі тоқтату, бластоцистің жатыр қабырғасына енуінің қасақана сәтсіздігімен байланысты, бұл осы түрлердегі дамудың маңызды компоненті. Сәтсіз енуге байланысты гормондар да эмбриондық дамудың тоқтауына әсер етеді. Көктемгі күн мен түн теңелуіне дейін фотопериод 12 сағаттан кем болады. Бұл эпифиз безінде мелатонин өндірісін арттырады. Мелатонин мен пролактиннің тежеуші байланысының нәтижесінде мелатониннің артуы гипофиз безінен пролактин секрециясын азайтады. Пролактиннің төмендеуі сары дененің прогестерон өндірісін төмендетеді, бұл бластоцистің дамуына кедергі келтіреді. Бұл эмбриондық диапаузаны тудырады. Көктемгі күн мен түн теңелуінен кейін фотопериод 12 сағаттан асады. Бұл эпифиз безінде мелатонин өндірісін төмендетеді, демек, гипофиз безінде пролактин және сары денеде прогестерон өндірісі артады. Пролактиннің артуы *Odc* (орнитин декарбоксилаза) генінің экспрессиясын ынталандырады. *Odc* гені ODC белгісін шығарады, ол жатыр ортасында полиамин, путресцин өндірісінің шектеуші ферменті болып табылады. Путресциннің болуы эмбрионның міндетті диапаузадан шығуына ықпал етуі мүмкін.
Эмбриональды дің жасушалары
Эмбрионалдық диапаузаны бақылайтын механизмдерді одан әрі зерттеуге эмбрионалдық сабақ жасушалар (ЭСЖ) мүмкіндік береді. Бұл ЭСЖ және диапаузадағы бластоцистердің транскриптомдық профильдерінің өте ұқсас болуына байланысты. ЭСЖ – ын эмбрионның бластоцистерінің дифференциацияланбаған ішкі массалық жасушаларынан алады, олар in vitro үздіксіз көбейе алады. ЭСЖ көбінесе тышқан модельдерінен алынады, ЭСЖ-ның ең тиімді кезеңінде және диапаузаға түсуге қабілетті кезде. Диапаузадағы бластоцистер мен ЭСЖ-ның транскриптомдық профильдерінің ұқсастықтары бар, соның ішінде метаболизм, биосинтез және гендік экспрессия жолдарының төмендеуі. Бұл ұқсастықтар ЭСЖ-ны ұрықтық диапаузаны реттейтін молекулалық факторларды анықтау үшін жасушалық модель ретінде пайдалануға мүмкіндік береді.