Bilim Tarihindeki En Yüksek Çözünürlüklü İnsan Embriyosu Görüntülendi
Araştırmacılar, iki yaygın laboratuvar aracını (flüoresan boyalar ve lazer mikroskopları) kullanarak gerçek zamanlı olarak gelişen insan embriyolarının en ayrıntılı görüntülerini elde ettiler.
Bu teknik, araştırmacıların embriyoların genetik modifikasyonu olmadan gelişimin ilk günlerindeki en önemli olayları incelemelerine olanak tanır.
Birkaç düzine hücreden oluşan yeni bir embriyo izleme yöntemi, IVF için en iyi embriyoları doğru bir şekilde seçmenize izin verecektir.
Genomla etkileşim, etik kaygılar nedeniyle insan embriyolarında bazı görüntüleme yöntemlerinin kullanımını sınırlar.
Bu görüntüleme tekniği, in vitro fertilizasyon (IVF) embriyoları için non-invaziv tarama yöntemlerinin geliştirilmesine yol açabilir.
Yumurtadan hayvana: embriyonun ilk adımları
Araştırmacılar, genomik DNA’yı işaretleyen floresan boya SPY650-DNA’yı ve hücrelerin iskelesini oluşturan F-aktin proteinini işaretleyen SPY555-aktini kullandılar. Ardından, gelişimin ilk 40 saati boyunca yüksek güçlü lazer tarama mikroskopları kullanılarak düzinelerce canlı embriyo görselleştirildi.
Plakhta, “Bu hücrelerin nasıl bölündüğünü, kromozom ayrımının nasıl gerçekleştiğini görebilir ve hatta kromozom ayrımındaki kusurları gerçek zamanlı olarak kaydedebiliriz” diyor.
Örneğin, araştırmacılar, bir embriyonun dış katmanındaki hücrelerin, hücrelerin DNA’larını kopyaladıkları, interfaz adı verilen hücresel çoğaltma aşamasında DNA’larının bir kısmını kaybettiğini gözlemlediler.
Yazarlar, insan embriyolarını daha uzun süre görüntüleyerek, daha düşük yoğunluklu lazer mikroskopları kullanarak ve hücre zarları gibi yapıları işaretleyebilen diğer lekeleri kullanarak bu araştırmayı geliştirmeyi umuyorlar.
Plakhta’ya göre, bu teknik gelecekte klinik uygulamalar bile bulabilir. “Gelecekte, bu tür canlı görüntülemeyi klinikte invaziv olmayan embriyo gözlemi için kullanabiliriz” diyor. Bu, implantasyondan önce “hangi embriyonun en iyi potansiyele sahip olduğunu” belirleme testinin bir parçası olabilir, diye ekliyor.
Floresan boyalar
Plachta ve meslektaşları, belirli hücre yapılarını işaretlemek için bir örneğe kolayca eklenebilen flüoresan boyaları kullanarak bir geçici çözüm geliştirdiler. Bu çalışmada kullanılan embriyolar, bir IVF kliniği aracılığıyla araştırma için bağışlanmıştır.
Plachta’nın söylediğine göre, gelişimin çok erken bir aşamasındalar: her biri yalnızca 60-100 hücreden oluşuyor ve henüz tam olarak oluşturulmuş doku veya organlara sahip değiller.
Araştırmacılar, genomik DNA’yı etiketleyen bir floresan boya olan SPY650-DNA’yı ve hücrelerin iskeletini oluşturan F-aktin adlı bir proteini etiketleyen SPY555-aktini kullandılar. Daha sonra, güçlü lazer tarama mikroskopları kullanarak ilk 40 saatlik gelişim sırasında düzinelerce canlı embriyoyu görselleştirdiler.
Plachta, “Bu hücrelerin bölündüğünü ve kromozomların ayrıldığını görebildik ve hatta gerçek zamanlı kromozom ayrışma kusurlarını yakalayabiliyorduk” diyor.
Örneğin, araştırmacılar, trofektoderm olarak bilinen embriyonun dış tabakasındaki hücrelerin, hücrelerin DNA’larını kopyaladıkları interfaz adı verilen bir hücre replikasyonu aşamasında DNA’larının bir kısmını kaybettiğini gözlemlediler.
Bu tür hatalar, erken embriyoda ekstra veya eksik kromozomlarla işaretlenen ve gebelik kaybı ve implantasyon başarısızlığı ile ilişkili bir durum olan anöploidi gibi kromozomal anormalliklerle bağlantılı olabilir.
New York City’deki Columbia Üniversitesi’nde doğum uzmanı olan Zev Williams, “Anöploidilerin ne zaman ortaya çıktığını bilmek, müdahale etme ve sorunu düzeltmeye çalışma fırsatları elde etmemizi sağlıyor” diyor. En son görüntüler, embriyo gelişiminin ilk günlerini “daha önce hiç görülmemiş bir netlikle” ortaya koyuyor, diye ekliyor.
Fareler gibi değil
Araştırmacılar ayrıca, embriyonik gelişimi incelemek için sıklıkla model olarak kullanılan insan embriyoları ve fare embriyolarındaki önemli olayları da karşılaştırabildiler. Bazı önemli farklılıklar gözlemlediler.
Örneğin, hücre şeklindeki değişiklikleri içeren sıkıştırma adı verilen bir süreç, farelerdeki 8 hücreli aşamaya kıyasla insan embriyolarında 12 hücreli aşamada başlar; süreç aynı zamanda insan embriyolarında daha eşzamansızdır, bu da iç ve dış hücre oluşumunda farklılıklara yol açar.
Hücre biyoloğu olan Sade Clayton, “Bu makaleyi bu kadar yeni yapan şey, bu küçük değişiklikleri saptamaktır” diyor. “Bu küçük farklılıklar aslında rahim gelişimi açısından oldukça büyük farklılıklara dönüşebilir.”
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Bilim Tarihindeki En Yüksek Çözünürlüklü İnsan Embriyosu Görüntülendi
Bilim Tarihindeki En Yüksek Çözünürlüklü İnsan Embriyosu Görüntülendi/Bilim Tarihindeki En Yüksek Çözünürlüklü İnsan Embriyosu Görüntülendi