Учёные выяснили, почему эмбрионы иногда «впадают в спячку»

Диапауза понимается как остановка обмена веществ или процесса формирования. Это состояние может быть обусловлено, например, усыплением в животных или временным задержанием развития гусениц перед превращением в бабочек для зимнего периода. Еще одним вариантом является задержка на начальной стадии развития организма. Эмбриональная диапауза широко распространена у растений (когда семя долго остается в покое, не прорастая) и у различных животных, от насекомых до крупных млекопитающих, таких как кенгуру.

эмбрион

В общих чертах было известно, что эмбриональная диапауза у животных является реакцией на стресс, такой как голодание самки. Теперь удалось впервые выявить, какие конкретно механизмы срабатывают на молекулярном уровне и что может вызвать застой в развитии эмбриона. Об этом сообщает исследование китайских ученых.

«Косуля — это первое животное, у которого замечена эмбриональная диапауза. У этого вид жидкой жизни период беременности длится восемь месяцев, но имплантация в матку и роды происходят всего за три месяца. Большую часть этого времени зародыши проводят в диапаузе, что совпадает с периодом холодов и дефицита питания. Это гарантирует, что молодь родится в самое подходящее для выживания время», — поясняют ученые.

Последние исследования продемонстрировали, что у косули во время эмбриональной диапаузы наблюдается снижение содержания белка в маточной жидкости, но при активации зародыша эти показатели повышаются. Это указало на взаимосвязь с питанием в конкретный момент беременности, от оплодотворения уже вышедшей из яичников яйцеклетки до ее прикрепления к стене матки.

Затем, в результате исследования на мышах, была выявлена связь с уровнем шести веществ в маточной жидкости: глюкозой, молочной кислотой, а также аминокислотами аргинином, лейцином, изолейцином и лизином.

Если в определенный момент организм лабораторной мыши не мог обеспечить достаточное количество белков и углеводов из-за голодания или удаления яичников, то запускался молекулярный процесс, приводивший к приостановке перемещения яйцеклетки в матку. Недостаток аминокислот активировал протеиновый комплекс Gator1, передающий сигналы о уровне питательных веществ, что позволяло клеткам согласовывать свой рост с поступлением строительных материалов. Голодание углеводами активировало другой датчик питательных веществ — Tsc2, которого ранее известно было, что предотвращает опухолевые изменения в клетках.

Эти факторы совместно препятствовали развитию эмбриона, приостанавливая его на ранней стадии, когда зародыш представляет собой пустой комок всего из нескольких десятков или сотен клеток. После восстановления питания у матери процесс может бесперебойно продолжаться без вреда для плода.

Эти выводы после были проверены в искусственно созданной среде и отслежены на примере приостановки развития эмбриона мыши в лаборатории. Следовательно, удалось выявить, какие именно факторы окружающей среды и молекулярные процессы приводят к эмбриональной диапаузе.

Следующим вопросом, который требует специального исследования, является то, почему дефицит именно этих питательных веществ оказывает такое сильное воздействие на развитие плода и насколько полученные данные переносятся на человеческий организм.