Введение
Сфера клеток, формирующаяся в раннем эмбриональном развитии животных. Бластуляция – это стадия раннего эмбрионального развития животных, в результате которой образуется бластула. В развитии млекопитающих бластула превращается в бластоцисту, содержащую дифференцированную внутреннюю клеточную массу и наружный трофэктодерм. Бластула (от греческого βλαστός, означающего «побег», «росток») – это полая сфера клеток, известных как бластомеры, окружающая внутреннюю полость, заполненную жидкостью, называемую бластоцелем. Эмбриональное развитие начинается с оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом, в результате чего образуется зигота, которая подвергается множественным делениям, формируя шар клеток, называемый морулой. Только после формирования бластоцеля ранний эмбрион становится бластулой. Бластула предшествует образованию гаструлы, в ходе которой формируются зародышевые листки эмбриона. Характерной особенностью бластулы позвоночных является наличие слоя бластомеров, известного как бластодерма, окружающего бластоцель. У млекопитающих бластоциста содержит эмбриобласт (или внутреннюю клеточную массу), который в конечном итоге даст начало окончательным структурам плода, и трофобласт, который формирует внезародышевые ткани. В процессе бластуляции в раннем эмбрионе происходит значительная активность, направленная на установление полярности клеток, их спецификацию, формирование осей и регуляцию экспрессии генов. Многие взаимодействия между бластомерами зависят от экспрессии кадхеринов, в частности E-кадхерина у млекопитающих и EP-кадхерина у амфибий. Изучение бластулы и спецификации клеток имеет большое значение для исследований стволовых клеток и вспомогательных репродуктивных технологий. Манипулируя клеточными сигналами на стадии развития бластулы, можно формировать различные ткани. Этот потенциал может быть использован в регенеративной медицине для лечения заболеваний и травм. Экстракорпоральное оплодотворение включает в себя перенос эмбриона в матку для имплантации.
Blastulation is the stage in early animal embryonic development that produces the blastula. In mammalian development the blastula develops into the blastocyst with a differentiated inner cell mass and an outer trophectoderm. The blastula (from Greek βλαστός ( meaning sprout)) is a hollow sphere of cells known as blastomeres surrounding an inner fluid filled cavity called the blastocoel. Embryonic development begins with a sperm fertilizing an egg cell to become a zygote, which undergoes many cleavages to develop into a ball of cells called a morula. Only when the blastocoel is formed does the early embryo become a blastula. The blastula precedes the formation of the gastrula in which the germ layers of the embryo form. A common feature of a vertebrate blastula is that it consists of a layer of blastomeres, known as the blastoderm, which surrounds the blastocoel. In mammals, the blastocyst contains an embryoblast (or inner cell mass) that will eventually give rise to the definitive structures of the fetus, and a trophoblast which goes on to form the extra embryonic tissues. During blastulation, a significant amount of activity occurs within the early embryo to establish cell polarity, cell specification, axis formation, and to regulate gene expression. Many of the interactions between blastomeres are dependent on cadherin expression, particularly E cadherin in mammals and EP cadherin in amphibians. The study of the blastula, and of cell specification has many implications in stem cell research, and assisted reproductive technology. By manipulating the cell signals during the blastula stage of development, various tissues can be formed. This potential can be instrumental in regenerative medicine for disease and injury cases. In vitro fertilisation involves the transfer of an embryo into a uterus for implantation.
Разработка
Стадия бластулы раннего развития эмбриона начинается с появления бластоцеля. Показано, что бластоцель у Ксенопуса формируется из первой борозды деления, которая расширяется и герметизируется плотными соединениями, образуя полость. У многих организмов развитие эмбриона до этого момента и на ранних этапах стадии бластулы контролируется материнской мРНК, получившей такое название, поскольку она была синтезирована в яйцеклетке до оплодотворения и, следовательно, имеет исключительно материнское происхождение.
Переход к мидбластуле
Во многих организмах, включая Ксенопус и Дрозофилу, переход к мидбластуле обычно происходит после определенного числа клеточных делений, характерного для данного вида, и определяется завершением синхронных циклов деления клеток на ранних стадиях развития бластулы и удлинением клеточных циклов за счет добавления фаз G1 и G2. До этого перехода происходит деление клеток, включающее только фазы синтеза и митоза клеточного цикла, или регулируется микроРНК. Эти два процесса переключают контроль над развитием эмбриона с материнской мРНК на ядра.
Структура
Бластула (бластоциста у млекопитающих) — это сфера клеток, окружающая заполненную жидкостью полость, называемую бластоцелем. Бластоцель содержит аминокислоты, белки, факторы роста, сахара, ионы и другие компоненты, необходимые для дифференцировки клеток. Бластоцель также обеспечивает перемещение бластомеров в процессе гаструляции. У эмбрионов Xenopus бластула состоит из трех различных областей. Животный полюс формирует крышу бластоцеля и преимущественно дает начало производным эктодермы. Экваториальная или маргинальная зона, составляющая стенки бластоцеля, преимущественно дифференцируется в мезодермальную ткань. Вегетативная масса составляет дно бластоцеля и преимущественно развивается в эндодермальную ткань. Эти результаты вселяют надежду, поскольку они могут послужить основой для потенциальной имплантации у других видов млекопитающих, таких как человек.
Стволовые клетки
Клетки стадии бластулы могут вести себя как плюрипотентные стволовые клетки у многих видов. Плюрипотентные стволовые клетки служат отправной точкой для получения клеток, специфичных для определенных органов, что потенциально может способствовать восстановлению и профилактике повреждений и дегенерации. Комбинирование экспрессии факторов транскрипции и локального позиционирования клеток бластулы может привести к развитию индуцированных функциональных органов и тканей. Плюрипотентные клетки ксенопуса, при использовании в стратегии in vivo, смогли сформировать функциональные сетчатки. Пересаживая их в область формирования глаза на нейронной пластинке и индуцируя несколько аномальных экспрессий факторов транскрипции, клетки были направлены на развитие по пути формирования сетчатки и могли обеспечивать поведение, основанное на зрении, у ксенопуса.