Во время раннего эмбрионального развития позвоночных округлая группа клеток меняет форму в удлиненную структуру с будущей головой на переднем конце и огузком или хвостом на противоположном заднем конце. Этот процесс, известный как конвергентное расширение (convergent extension), связан с сужением и удлинением групп клеток, chordamesoderm клеток, параллельно передне-задней оси. Пролит свет на то, как клеточные движения, которые лежат в основе конвергентного расширения располагаются вдоль передне-задней оси у эмбрионовXenopus laevis.

A–P

С помощью диссоциации chordamesoderm клеток, смешивания их и предоставления им возможности реагрегировать снова, Ninomiya et al. установили, что клетки снова реорганизуют себя сами в соответствии с их исходной A или P позицией. В подтверждение этого внутренне присущего chordamesodermal A-P паттерна, гены X. laevis brachyury (Xbra) и chordin (chd) обнаруживали типичный паттерн обратной экспрессии, с низким уровнем экспрессии на A и высоким на P Xbra, и противоположным паттерном для chd.

Авт. диссоциировали хордамезодермальные клетки из передних и задних областей, реагрегировали их отдельно и затем комбинировали эти агрегаты. Комбинации идентичных агрегатов оставались округлыми, тогда как комбинированные A и P агрегаты становились удлинёнными вдоль A-P оси. A-P полярность , следовательно, необходима для конвергентного расширения.

При определённых концентрациях сигнальные молекулы activin индуцируют экспрессию chd и снижают экспрессию Xbra. Обработка эксплантов in vitro градированными дозами activin заставляла их удлиняться, тогда как униформное воздействие высоких или низких доз активина заставляло оставаться экспланты сферическими. Экспрессия chd и Xbra оказалась распределенной более равномерно в униформно экспозированных эксплантах по сравнению с градиентной обработкой эксплантов, это указывает на то, что Xbra-chd образуют градиент. Итак, градированная передача сигналов activin м. создавать A-P полярность и запускать конвергентное расширение. По мнению авт. др. сигнальные молекулы, Nodal, скорее, чем activin, скорее всего ответственны за контроль формирования A-P паттерна in vivo.

В финальной серии эксперимента повреждение Wnt/planar cell polarity (PCP) пути предупреждало элонгацию эксплантов, но не нарушало градиентный паттерн генной экспрессии. Итак, передача сигналов Wnt/PCP, по-видимому, контролирует конвергентное расширение независимо от A-P полярности, это указывает на то, что два пути возможно функционируют параллельно.

Всё это прокладывает путь для исследования специфических клеточных свойств, которые позволяют поляризованным хордамезодермальным клеткам интеркалировать, а также конвергировать и распространяться вдоль A-P оси, отделяя тем самым голову от хвоста.