Forsyth-forskere får større forståelse for, hvordan embryoner adskiller venstre fra højre

I de tidlige stadier af embryonal udvikling er alle organismer bilateralt symmetriske, hvilket betyder, at de kan opdeles i spejlbilledehalvdele langs en central akse. Men efterhånden som embryoner vokser og udvikler sig, bryder de fleste dyr denne symmetri og bliver asymmetriske med distinkte venstre og højre side. Denne proces kaldes venstre-højre asymmetri.

Hvordan embryoner skelner mellem venstre og højre har været et mysterium i århundreder, men forskere ved Forsyth Institute har gjort et stort gennembrud i forståelsen af ​​processen. De opdagede, at et protein kaldet Lefty2 spiller en nøglerolle i at bestemme venstre-højre aksen.

Lefty2 produceres af celler i venstre side af embryonet, og det diffunderer til højre side, hvor det blokerer aktiviteten af ​​et protein kaldet Nodal. Nodal er afgørende for udviklingen af ​​højre side af embryonet, så ved at blokere dets aktivitet sikrer Lefty2, at højre side udvikler sig anderledes end venstre side.

Denne opdagelse er et stort gennembrud i forståelsen af, hvordan embryoner adskiller venstre fra højre. Det kan også have betydning for forståelsen af ​​fødselsdefekter, der er forårsaget af forstyrrelser i venstre-højre asymmetri, såsom situs inversus, hvor organerne er arrangeret i et spejlbillede af deres normale positioner.

Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Nature.

"Denne opdagelse er et stort skridt fremad i forståelsen af ​​de grundlæggende principper, der styrer udviklingen af ​​venstre og højre asymmetri hos dyr," sagde Dr. Igor Prudovsky, seniorforfatter af undersøgelsen. "Det kan også føre til nye måder at forstå og behandle fødselsdefekter, der påvirker placeringen af ​​organer."

Sådan virker Lefty2

Lefty2 er et protein, der produceres af celler i venstre side af embryonet. Det diffunderer til højre side af embryonet, hvor det binder sig til et protein kaldet Nodal. Nodal er afgørende for udviklingen af ​​højre side af embryonet, så ved at blokere dets aktivitet sikrer Lefty2, at højre side udvikler sig anderledes end venstre side.

Bindingen af ​​Lefty2 til Nodal forårsager en konformationsændring i Nodal, som forhindrer den i at binde sig til sin receptor. Dette blokerer signalvejen, der er afgørende for udviklingen af ​​højre side af embryonet.

Konsekvenser af undersøgelsen

Opdagelsen af, at Lefty2 spiller en nøglerolle i bestemmelsen af ​​embryoners venstre-højre akse, har flere implikationer. For det første giver det en ny forståelse af de grundlæggende principper, der styrer udviklingen af ​​asymmetri hos dyr. For det andet kan det føre til nye måder at forstå og behandle fødselsdefekter, der er forårsaget af forstyrrelser i venstre-højre asymmetri, såsom situs inversus. For det tredje kunne det også bruges til at udvikle nye teknologier til vævsteknologi og regenerering ved at give en måde at kontrollere differentieringen af ​​celler til venstre-højre specifikke strukturer.

Studiet er et stort gennembrud inden for udviklingsbiologi, og det forventes at have en væsentlig betydning for vores forståelse af, hvordan embryoner udvikler sig, og hvordan fødselsdefekter opstår.