Przejdź do treści

Po co tyle tłuszczu w komórkach jajowych ssaków? Wyjaśnili to Polacy

Spis treści

W komórkach jajowych ssaków obecne są duże ilości tzw. kropel lipidowych magazynujących energię. Dotąd nie było wiadomo, po co one są. Teraz kierowany przez Polkę zespół naukowców pokazał w publikacji w PNAS, że krople te są niezbędne w diapauzie – okresie, kiedy zarodek czeka na czas dogodny do implantacji.

W komórkach jajowych ssaków znajduje się zaskakująco wiele tłuszczu – a dokładniej: kropel lipidowych gromadzących energię. Do czego one służą? Autorzy pracy, opublikowanej w „Nature” 30 lat temu wykazali, że nawet jeśli te krople tłuszczu usunie się z zarodków – to te nadal rozwijają się tak samo, jak z nimi. Taki komórkowy magazyn energii wydawał się więc przez bardzo długi czas ewolucyjną „ekstrawagancją”, zbędnym balastem. Kwestia ta nie dawała jednak spokoju embriolog prof. Grażynie Ptak z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Podejrzewała ona, że ten komórkowy magazyn tłuszczu przydaje się tylko w szczególnych okolicznościach dotyczących rozwoju zarodka – a mianowicie podczas diapauzy. Diapauza embrionalna to czas oczekiwania zarodka przed implantacją w macicy na warunki dogodne do rozwoju. Wśród ssaków diapauza jest raczej rzadkością – to standard zaledwie wśród 1 proc. gatunków ssaków. A diapauzy nie brano pod uwagę w dotychczasowych badaniach dotyczących kropel lipidowych.

Diapauza

Pomysł okazał się trafiony. Hipotezę Polki potwierdziły badania jej zespołu, które ukazały się w prestiżowym czasopiśmie „PNAS„.

Prof. Grażyna Ptak tłumaczy, jak wygląda diapauza u różnych gatunków zwierząt. Np. u sarny, jeśli zapłodnienie nastąpi około lipca, to zarodek w stanie diapauzy czeka do zimy – czasu, kiedy dzień zaczyna się wydłużać. Dopiero wtedy embrion dostaje sygnał od matki, że jest już czas na implantację w macicy i zaczyna się właściwa część ciąży. Dzięki temu młode rodzą się na wiosnę, a nie zimą, kiedy przeżycie nowonarodzonych saren byłoby zagrożone. U saren diapauza trwa więc 5 miesięcy.

W przypadku borsuka czy gronostaja embrion zaś może „czekać” na implantację dwukrotnie dłużej. Ale już na przykład u myszy diapauza jest znacznie krótsza i trwa najwyżej kilka dni. Ma ona miejsce np. wtedy, kiedy samica zostaje zapłodniona podczas laktacji, kiedy karmi jeszcze młode. A wtedy warunki do rozwoju zarodka jeszcze nie są idealne. Zarodek więc na kilka dni przechodzi w stan „oczekiwania” na sygnał od matki, że może się rozwijać.

Niektóre gatunki ssaków diapauzę mają wpisaną w cykl rozmnażania się. Są też takie, które korzystają z niej bardzo rzadko – tylko, gdy zajdzie konieczność. – To mechanizm ochronny, który ma chronić matkę i młode, aby zwiększyć przeżywalność – komentuje prof. Ptak.

Krople lipidowe

Zespół z MCB UJ w swoich badaniach sprawdził, jak się ma liczebność kropli lipidowych w komórkach jajowych różnych ssaków do długości diapauzy. I rzeczywiście – więcej kropel lipidowych było w komórkach jajowych tych ssaków, które są zdolne do dłuższej diapauzy (borsuków, gronostajów, saren). A mniej – u tych gatunków, które zdolne są tylko do krótkiej diapauzy (myszy, świnek morskich, jeży).

Ponadto zespół w badaniach na myszach udowodnił, że kiedy usunie się krople lipidowe z komórki jajowej, a następnie wymusi diapauzę, to zarodek faktycznie nie będzie w stanie przeżyć. – Nikt tego wcześniej nie wykazał – informuje prof. Ptak.

– Pokazaliśmy rolę lipidów we wczesnym rozwoju zarodowym. A do tego wyjaśniliśmy, dlaczego zarodki różnych ssaków różnią się między sobą zawartością kropli lipidowych – podsumowuje badania prof. Ptak.

Diapauza u człowieka?

Pytana, czy i u człowieka może występować diapauza, embriolog z MCB UJ mówi, że to nie było badane, tym niemniej nie ma żadnych przesłanek, aby taką możliwość wykluczyć. Podejrzewa się nawet, że można do niej doprowadzić w sposób sztuczny.

W opinii prof. Ptak diapauza teoretycznie może mieć miejsce, kiedy matka używa kannabinoidów (zawartych choćby w marihuanie). Związki te bowiem blokują receptywność macicy i implantacja zarodka może się opóźnić (a jeśli czas oczekiwania na implantację trwa za długo – embrion może w ogóle zostać usunięty). To jednak nie zostało potwierdzone w badaniach.

– Takich badań na ludzkich zarodkach nie było – nie byłyby one możliwe do wykonania choćby ze względów etycznych – ale domyślamy się, że tak może być, ponieważ mechanizmy kierujące rozwojem zarodkowym u ssaków są silnie zakonserwowane. Nie ma powodu twierdzić iż jakiś szczególny gatunek, w tym wypadku człowiek, będzie różnił się od pozostałych – zaznacza prof. Ptak.

Badania realizowane były w ramach grantu z Narodowego Centrum Nauki.

Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl, Ludwika Tomala, fot. PNAS

Udostępnij:

lub:

Podobne artykuły

oczyszczalnia ścieków

Na UJ znaleziono sposób na udoskonalenie biologicznej metody oczyszczania ścieków

Fundacja na rzecz nauki polskiej

Ogłoszono laureatów Nagród Fundacji na rzecz Nauki Polskiej

Ruszyła rejestracja uczestników Ogólnopolskiego Konkursu Astronomicznego „Astrolabium” 

Wyróżnione artykuły

Popularne artykuły