Учёные обнаружили асимметрию в двухклеточных эмбрионах

Новое исследование Калифорнийского технологического института (Caltech) показало, что клетки эмбриона начинают специализироваться гораздо раньше, чем считалось. Учёные впервые обнаружили значительные различия между двумя клетками мышиного эмбриона сразу после первого деления.

Двухклеточный эмбрион, начинающий деление до стадии четырёх клеток. Микротрубочки показаны жёлтым, хромосомы — белым. Автор: Лиза Ивамото-Штоль, лаборатория Зерницкой-Гёц.

Исследование, опубликованное в журнале Cell, выявило, что клетка, сохраняющая место проникновения сперматозоида после деления, в конечном итоге формирует большую часть тела развивающегося организма. Вторая клетка в основном даёт начало плаценте. Учёные также оценили человеческие эмбрионы сразу после первого клеточного деления и обнаружили, что две их клетки также глубоко различны.

Ранее предполагалось, что все клетки развивающегося эмбриона идентичны по крайней мере до стадии 16 и более клеток. Однако новое исследование показывает, что различия, или асимметрии, существуют уже в обеих клетках эмбриона на двухклеточной стадии. Эти различия позволяют клеткам специализироваться.

Оплодотворённая яйцеклетка, делящаяся на две клетки. ДНК показана синим, актин — красным, микротрубочки — зелёным. Автор: Лаборатория Зерницкой-Гёц.

Команда обнаружила около 300 белков, которые распределены по-разному между двумя бластомерами (клетками эмбриона на этой стадии). Все эти белки важны для координации процессов сборки и деградации других белков, поскольку запас белков, предоставленный матерью, истощается и заменяется белками, производимыми самим эмбрионом.

Место проникновения сперматозоида в яйцеклетку, по-видимому, является ключевым фактором, определяющим, какую роль будет играть каждый бластомер. Ранее считалось, что сперматозоид млекопитающих просто предоставляет генетический материал, но это исследование указывает, что точка его входа посылает важные сигналы делящемуся эмбриону.

Механизм этого процесса пока не ясен. В будущих исследованиях учёные планируют сосредоточиться на его понимании. Это открытие может иметь значение для улучшения методов вспомогательных репродуктивных технологий, таких как ЭКО, поскольку даёт новое представление о факторах, определяющих жизнеспособность эмбриона на самых ранних стадиях.

Больше информации: Lisa K. Iwamoto-Stohl et al, Fertilization triggers early proteomic symmetry breaking in mammalian embryos, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.11.006

Источник: California Institute of Technology