Az egynapos emberi embriót alkotó két sejt első pillantásra teljesen egyformának tűnhet. Egy nemrégiben közzétett tanulmány szerzői szerint azonban az emberi test nagy része csak az egyik sejtből alakul ki. A felfedezés segíthet a mesterséges megtermékenyítési eljárások (IVF) sikerességének növelésében.

A vizsgálat azt mutatja, hogy a megtermékenyített petesejtnél már a legelső osztódás is arra készíti elő a keletkező sejteket, hogy különböző irányokba fejlődjenek, előkészítve az utat a teljesen kifejlődött magzat komplexitása előtt. „Ez nagy előrelépés” – mondja Ali Brivanlou, a Rockefeller Egyetem fejlődésbiológusa, hozzátéve, hogy a klinikai következmények csak a kutatás előrehaladtával válnak egyértelművé. „Örömmel tölt el, hogy eljutottunk arra a pontra, ahol a modellorganizmusokból való általánosítások helyett az emberre jellemző tulajdonságokra kérdezhetünk rá.”

A kutatók sokáig úgy gondolták, hogy az emlősök zigótáiban – a megtermékenyített petesejtekben és a 16-nál kevesebb sejtből álló embriókban – minden sejt azonos, és csak a fejlődés későbbi szakaszában kezdenek differenciálódni. Elvégre azokból a zigótákból, amelyek több sejtosztódás után oszlanak két különálló embrióra, még mindig lehetnek egypetéjű ikrek.

2001-ben azonban Magdalena Zernicka-Goetz fejlődésbiológus, aki jelenleg a CalTech munkatársa, társszerzője volt egy tanulmánynak, amelyben igazolták, hogy az egérembrióknál már az első két sejt is különbözik egymástól. A két sejt közül az egyik olyan utódsejtekre osztódik, amelyek elsősorban a magzat nagy részét alkotják, míg a másik sejt leszármazottai elsősorban a progeszteront termelő sárgatestet alkotják.

Zernicka-Goetz már régóta szerette volna megtudni, hogy ugyanez igaz-e az emberre is. „Az volt az álmom, hogy megértsem, hogyan dől el a sejtek a sorsa, és hogyan kezd kialakulni az élet komplexitása” – mondja. Ezt azonban nehéznek bizonyult tanulmányozni: az IVF-klinikákról származó embriók ugyanis általában már több tucat sejtből állnak.

Zernicka-Goetz végül talált egy IVF-klinikát, ahonnan 54 megtermékenyített petesejtet tudott a laboratóriumának biztosítani, amelyek még nem fejezték be teljesen az első osztódást, amely során két sejt, úgynevezett blasztomerek keletkeznek. A kutatók hagyták, hogy a megtermékenyített petesejtek a laboratóriumban osztódjanak, és az így keletkezett blasztomerek egyikét egy fluoreszcens fehérjével jelölték meg. Ez lehetővé tette számukra, hogy nyomon kövessék az egyes blasztomerek leszármazottait az embriók fejlődése során.

A kutatók négy-öt napig tenyésztették az embriókat, amíg azokban elkezdtek különálló struktúrák kialakulni. Az elemzés kimutatta, hogy a legtöbb sejt abban a struktúrában, amelyből a későbbi magzat lesz, abból az első két blasztomer közül abból származik, amelyik gyorsabban osztódott. A lassabban osztódó blasztomer utódai pedig inkább a sárgatestbe kerültek.

Brivanlout megdöbbentette a korai aszimmetria mértéke, de azt mondja, hogy van benne ráció, ha azt nézzük, hogy az emberi test végül mennyire összetetté válik. „Minél többet vizsgáljuk, annál világosabb, hogy az élet folyamatos szimmetriatörésekből áll” – mondja.

Egyelőre nem tiszta, hogy mi okozza a kezdeti aszimmetriát. Egereknél az a hely, ahol a spermium bejut a petesejtbe, befolyásolja, hogy a petesejt ezután hogyan osztódik, és Zernicka-Goetz szerint más tényezők, például a petesejtben lévő kromoszómák szerkezete is befolyásolhatja az egyensúlyt.

A kutató szerint annak ismerete, hogy mely sejtekből alakul ki nagyobb valószínűséggel a magzat, lehetővé teheti az IVF-klinikák számára, hogy hatékonyabban szűrjék az embriókat, hogy megtalálják azokat, amelyek a legnagyobb valószínűséggel eredményeznek sikeres terhességet. „Ha megértjük, hogy mi az, ami ilyenkor olyan sérülékeny, akkor egyes veszteségek megelőzhetők lehetnek” – mondja. Azt ugyanakkor egyelőre nehéz megjósolni, hogy ez a korai aszimmetria hogyan hat a későbbi emberi szervezetre, de a hatás valószínűleg nagyon hosszú távú.