הרצאה 4-6

Question 1

משפחת MyoD-

Answer 1

נקשרים כדימרים והם גורמים להפעלת שעתוק רק כשהם
הטרו-דימרים עם חלבוני BHLH נוספים שנקראים E12, E47. הם נושאים את אותו אלמנט helix loop helix ולכן יכולים לעבור דימריזציה
והם נקשרים לרצף בשם E BOX. הנוקלאוטידים החשובים הם CANNTG. רצף פלונדרומי ואחרי החיבור עם הרצף- הפעלת תאי שריר.

Question 2

התפתחות תאי שריר מסומיטים-

Answer 2

כל שריר השלד מהצוואר ומטה נוצרים על ידי איברים אפיתלאליים שנקראים סומיטים/somites שנמצאים משני צידי צינור העצבים. הסומיט מתחיל ככדור תאים וככל שהסומיט מתרחק לכיוון הגפה הוא מתבגר-< ויוצר רקמות חשובות: sclerotome- תאים כחולים בתמונה, עוברים אלמינציה מתאים אפילתיאליים שקשורים אחד לשני לתאים מזנכמיאליים שנפרדים זה מזה ויוצרים אברון חדש. .myotome-תאים חומים בתמונה, תאים נודדים מתחת לדרמומיוטום ויוצרים את ה -dermomyotome

Question 3

dermomyotome
myotome
sclerotome

Answer 3

משכבת dermomyotome נוצרת שכבת הדרמיס, משכבת myotome נקבל את שריר השלד, ו
משכבת sclerotome נקבל את הסחוס ועצמות.

Question 4

myod

myf5

Answer 4

צינור העצבים הוא האזור האמצעי, והולכים ממנו לכיוון הגפה. אז האזור שהולך לכיוון הגפה- hypaxial שבו מבוטא MyoD- שיבטאו את שרירי הבטן והצלעות. האזור השני- epaxial, שבו מבוטא Myf5- שייצור את שרירי הגב גן MRF4 שהופך תאים לתאי שריר אבל זה בשלב מתקדם יותר. גן myogenin מתבטא במיובלסטים שהופכים ל-myotubes
וmyofibers

Question 5

shh

wnt

Answer 5

יש סיגנלים חיצוניים/extrinsic שונים, כשה-neural tube מפעיל סיגנל בשם Wnt שקרוב לאזור ה- epaxial ואילו ה-notochord
מפעיל סיגנל בשם Shh שקרוב לאזור ה-hypaxial. ריכוזים גבוהים של Wnt ונמוכים של Shh יפעילו את Myf5 . בנוסף ריכוזים גבוהים של Shh ונמוכים של Wnt ישפיעו על MyoD, אבל הוא גם מושפע מ-lateral mesoderm )הוא גם מפעיל את MyoD באזור hypaxial(.

Question 6

שלבים שונים של התמיינות שריר שלד-

Answer 6

1. סיגנלים חוץ תאיים- shh ו-wnd שפועלים על הסומיטים בשלב מוקדם בהתפתחות.
2. ברגע שהסיגנלים פועלים-> התאים הופכים להיות מיובלסטים שמבטאים את MyoD ואת Myf5 ו-Myf4. Myf5 , MyoD הם גנים של דטרמינציה- גורמים לתאים להיות מחוייבים להתמיינות שרירית אך לא הופכים לתא שריר.
3. ברגע שפקטורי גידול שונים שגורמים להם להתחלק מוסרים-> יוצאים ממעגל החלוקה-> עוברים התמיינות ‘איחוי’ לסיבים רב גרעיניים והם כמעט שרירים מושלמים. Myogenin הוא גן של דיפרניציאציה.
4. מטורציה- מקבלים סיב שריר.

Question 7

שלבי מיוגנזה-

Answer 7

שלבי מיוגנזה-
 wnd ו-shh 
שולחים סיגנלים אל התאים של המיוטום-> והם הופכים להיות מחוייבים להתמיינות שרירית-> בעזרת
 FGF 
מיובלסטים מתחלקים
-->סידור
תאים של מיוציטים-< 
נוצרים
 myotubes על ידי MRF4-> סיבי שריר.

Question 8

נוקאאוט ל myf5
ל myod
לשניהם
לmyogenin

Answer 8

עכשיו עכברי נוק-אאוט, עכברים טרנסגניים שחלק לא מבטאים MyoD, חלק לא מבטאים Myf5 וחלק לא מבטאים את שניהם. בשני המצבים הראשונים עדיין קיבלו תא שריר, כלומר החסרה רק של MyoD או רק של Myf5 לא מספיקה. המצב האחרון- לא קיבלו תאי שריר והעובר לא התפתח. שני הגנים, MyoD ו-Myf5 הם גנים של דטרמינציה)מחויבות(, והם מכסים אחד על השני – אם אחד חסר השני משלים לו.
כשעושים נוק אאוט ל-myogenin- כן מקבלים מיובלסטים שזה הפרוגניטור אבל קיבלו ממש מעט myotubes.
.myotubes-אחראי על הפיכה מיובלסט ל Myogenin

Question 9

תאים שמתחלקים יש להם קומפלקס חשוב cyclin D1 + Cdk4, והוא מושפע מFGF.

Answer 9

תאים שמתחלקים יש להם קומפלקס חשוב 
cyclin D1 + Cdk4,
 והוא מושפע מFGF.
 כאשר הקומפלקס מופעל, הוא מעכב את MyoD 
ולכן הם לא עוברים דיפרנציאציה.
כשמסירים את ה-FGF-> רמת Cdk4 יורדת והם מפסיקים 
 עיכוב על MyoD נעלם->
והוא יכול להפעיל דיפרנציאציה
  תאים יוצאים מתוכנית חלוקת התא. הם יוצאים גם בגלל ש-
 .Cdk4 שהוא מעכב p21 מפעיל חלבון MyoD

Question 10

האזורים שיש ב-MyoD ואין בmyogenin -

Answer 10

היסטידין-ציסטאין ו-helix3.
 זה אזורים שחשובים
לאצטילציה על היסטונים ובכך פתיחה של מבנה הכרומטין. MyoD דרך האזורים האלו יודע להיקשר  לאצטיל-טרנספראז ולהביא אותו לגנים.
 myogenin 
לא יכול להשפיע על מבנה הכרומטין. בנוסף, 
לMyoD יש קומפלקס שנקרא swi/snf 
שבאמצעות אנרגיה 
מ-ATP יודע לרווח אזורים נוקלאוזומים ולאפשר שעתוק.

Question 11

MyoD הוא זה שמפעיל את השעתוק של myogenin. איך?

Answer 11

באזור בקרה של myogenin, זה
פרומוטור גדול עם TATA BOX
ויש לו כמה אתרי קישור.
במיובלסטים, יושב נוקלאוזום גדול שחוסם את כל אתרי הקישור. יש אזור חשוף שנקרא pbx meis ו-MyoD נקשר אליו כבר במיובלסטים. אבל MyoD גם קושר HADC לכן הוא לא משפיע. הגן לא פעיל. בזמן תחילת התמיינות- MyoD קושר HAT -< נקשר לעוד קומפלקס swi/snf -

Question 12

התפקיד של MyoD הוא

Answer 12

הוא התחייבות. התפקיד
של myogenin זה בדיפרנציאציה. אם נפעיל myogenin על תאים שצריכים לעבור התחייבות- זה לא יעבוד. למה?- ל-MyoD יש חלקים
שאין ל-
myogenin.
הראו בעכבר שעשו לו נוק-אאוט לMyf5 והכניסו תאים myogenin לתוך האזור של MyoD, והוא לא מצליח. מסתבר גם ש-MyoD מפעיל סט יותר גדול של גנים למרות ששניהם מתחברים לאותו E BOX.

Question 13

תזכורת- סוף שבוע 2

Answer 13

בשלב זה העובר נמצא בשכבת epiblast
ומסביב יש כמה שכבות כמו שק חלמון,
chorionic ושלייה שמתחילה להופיע מסביב. כל השכבות האלו)מלבד epiblase( הן לא חלק מהעובר אלא אחראיות להגנה והזנה שלו. כל העובר מתפתח מה-epiblast- שכבת אפיתל דקה חד תאית.

Question 14

תחילת שבוע 3- תהליך Gastrulation

Answer 14

􏰀 נקודה קריטית בהתפתחות העובר.
􏰀 לפני הגסטרולציה- העובר הוא שכבה חד תאית בצורת דיסק. ללא צירים.
􏰀 אחרי הגסטרולציה- נוצרות 3 שכבות תאים- אקטודרם, מזודרם ואנדודרם. העובר בצורה מאורכת, ניתן להבחין בזנב וראש.
מקבלים 3 צירים: ראש)rostral(-זנב)caudal(, דורסאלי-וונטרלי, ימין-שמאל.

Question 15

-Primitive streak

Answer 15

תמונות עובר של תרנגולת)מתאים גם לעובר בני אדם(. 1. בתמונה השמאלית ביותר יש את ה-epiblast, שכבה חד תאית של תאים בצורת דיסק. 2. בשלב הראשון נוצר מעין משולש פנימי שמתחיל מהקצה הקאודאלי העתידי של העובר. 3. המשולש מתארך לתוך מרכז העובר. הקצה הרוסטרלי נקרא primitive node. 4. נוצר ציר בשם primitive streak- מהווה את הציר הרוסטרלי-קאודלי. # יש חיות שזה קצת שונה כמו הצפרדע שהוא עיגול )blastopore, והnode אצלם נקרא .(dorsal blastopore lip

Question 16

-Primitive streak

Answer 16

תמונות עובר של תרנגולת)מתאים גם לעובר בני אדם(. 1. בתמונה השמאלית ביותר יש את ה-epiblast, שכבה חד תאית של תאים בצורת דיסק.
2.
בשלב הראשון נוצר מעין משולש פנימי שמתחיל מהקצה הקאודאלי העתידי של העובר.
3. המשולש מתארך לתוך מרכז העובר. הקצה הרוסטרלי נקרא primitive node.
4. נוצר ציר בשם primitive streak- מהווה את הציר הרוסטרלי-קאודלי. # יש חיות שזה קצת שונה כמו הצפרדע שהוא עיגול )blastopore, והnode אצלם נקרא .(dorsal blastopore lip

Question 17

EMT-epithelial to mesenchymal transition

Answer 17

ה-primitive streak הוא כמו ‘דלת’ כך שתאים נכנסים פנימה, הם נפרדים משכבת ה-
epiblast,
חודרים ומתפשטים בין הepiblast ל-hypoblast.
חלק מהתאים מתפשטים בין השכבות הללו ליצירת Mesoderm.
חלק מהתאים מצטרפים ל-hypoblast והופכים להיות
.Endoderm
.Ectoderm נקראים epiblast-התאים שנשארים ב

Question 18

ectoderm
endoderm
mesoderm

Answer 18

ectoderm- החלק החיצוני של העובר. יתפתח העור ומערכת העצבים.)אבולוציונית גם אוזניים ועיניים(.
endoderm- צינור מערכת העיכול- מעי, קיבה, לבלב, כבד, ריאות. mesoderm- כל השאר- לב, כליות.

Question 19

תאי satellite

Answer 19

תאי satellite-
תאי גזע בוגר שהם unipotent, יהיו רק תאי שריר. בהדמייה רואים תא לווין שיושב מתחת לבאזאל למינה ומעל הממברנה וזה יכול לשבת שם כל החיים, הוא לא מתחלק, הוא רדום. ברגע שיגיע סיגנל בגלל פציעת שריר-> יתחלק-> יהפוך למיובלסט. בעצם חלק מהתאים יעברו התמיינות וחלק ישארו stem cells כאן כדי לשמר את הרזרבה למקרה של פציעות עתידיות.
אם התקדמות הדיפרנציאציה יש ירידה ב- myogenin מופעל, ואז עושה MyoD-ו ,pax7 בהתמיינות ובשלב המטורציה יהיה MHC.

Question 20

תרגום המיקום על הציר למיקום העובר

Answer 20

• תאים רוסטאליים)ראש( יהיו לאחר גסטרולציה קרובים יותר לקו האמצע- מדיאליים בעובר.
  תאים קאודאליים)זנב( יהפכו להיות יותר חיצוניים- לטרליים בעובר.

Question 21

ההבדלים בין המרכיבים הרוסטאליים והקאודאליים באותו ציר-

Answer 21

תאים רוסטאליים עברו גסטרולציה בשלב מוקדם יותר,
ותאים קאודאליים עברו גסטרולציה בשלב מאוחר יותר. תאי epiblast נכנסים כל הזמן ל-streak ויוצרים את שכבת המזודרם. תאים ראשוניים יוצרים את הראש ותאים שנכנסים מאוחר יותר יוצרים את הזנב. הכלל הוא שהעובר נבנה מהראש לזנב. מה שנכנס ראשון קרוב יותר לראש ומה שנכנס אחרון קרוב יותר לזנב. זה בגלל שהעובר נבנה מהראש לזנב. במקביל גם ה-streak עצמו הולך אחורה כדי לאפשר לעוד תאים להיכנס וליצור חלקים יותר קאודליים. ה-streak עצמו לא נעלם.

Question 22

התפתחות לאחר יצירת Primitive streak-

Answer 22

יצירת ה-notochord-< לאחר מכן הופעת הסומיטים-< נוצרים עוד סומיטים.

Question 23

Cross section של העובר לאחר היווצרות הציר הפרימיטיבי-

Answer 23

A- בהתחלה רואים את ה-notochord והוא ציר קו האמצע של העובר. ]הוא ממש חשוב להתפתחות מערכת העצבים וחוליות. במבוגר הוא נמצא רק בדיסקים בין החוליות[. אח”כ 3 שכבות הנבט מתחילות להתפתח: אקטודרם- בשלב B מתחיל לעבור קיפול. בשלב C כבר הופך לצינור )אך לא סגור(, ובשלב D שני צידי הצינור נפגשים והצינור נופל פנימה. האקטודרם שנשאר מכסה אותו. הצינור נמצא בין הסומיטים. הצינור הזה הוא צינור העצבים שממנו מתפתח המוח, חוט השדרה, וכל העצבים בעובר.
spina bifida- מום שבו צינור עצבים נשאר פתוח.
מזודרם- בשלב B רואים את המזודרם מתחיל להתנפח- paraxial mesoderm. נובע מסומיטים שנוצרים מצידי הציר. החלק הלטרלי של המזודרם מתחיל להתפתח ל-2 שכבות נפרדות. בשלב C רואים את המזודרם עוד יותר מנופח, יש 2 שכבות כשהצד הלטרלי בולט יותר כרגע. נוצרים גם העורקים)אורטה( שמתחילים כ-2 צינורות. בשלב D הסומיטים נהיים ממש כדורים. נוצר intermediate mesoderm שממנו מתפתח מערכת הכליות, שתן, ורבייה. 2 השכבות בצד הלטרלי בולטות: שכבה אחת קשורה ל-epiblast שמכסה את העובר מלמעלה, והשכבה השנייה קשורה לאנדודרם שקשור לשק חלמון.
אנדודרם- מתפתח מעט מאוחר יותר משאר השכבות. בשלב D, שתי הקצוות הלטראליים מתקפלים זה לקראת זה. חלק מהאנדודרם נפרד משאר החלל של שק החלמון. בכללי- העובר מתחיל להתקפל ממצב שטוח למצב של תלת מימד.

Question 24

התפתחות צינור בתוך צינור-

Answer 24

האנדודרם והמזודרם הלטרלי שמכסה אותו מתקפלים פנימה עד לסגירה על עצמו- התפתחות מערכת העיכול, המעי. החלק הלטרלי יותר שקשור לאקטודרם ול-amnioblast גם מתקפלים ונפגשים. בסוף מקבלים עובר סגור עם צינור בתוך צינור. צינור חיצוני)הגוף( שמכוסה כולו באקטודרם והצינור פנימי)מערכת עיכול( שבנוי מאנדודרם. את צינור העיכול מכסה visceral mesoderm ויש גם כיסוי של .dorsal mesentery-2 השכבות הללו נפגשות ב .parietal mesoderm החלל ביניהם שנקרא embryonic body cavity מלא כולו במזודרם מ-2 הסוגים. החלל שעוטף את כל העובר ולא מצויר פה זה- amnioblast/מי שפיר.
יש תעלה המחברת את המעי לשק החלמון. ברוב הגוף הקישור ביניהם נחתך, חוץ מנקודה אחת בטבור- הקשר בין מע’ העיכול לשק חלמון.

Question 25

1( ציר מדיאלי – לטרלי הופך להיות דורסלי – ונטרלי-

Answer 25

בעקבות קיפול העובר, מה שהיה לטרלי הוא זה שמתקפל וקיפולו הופך אותו להיות ונטרלי. מה שהיה מדיאלי נשאר ללא קיפול ובסוף יהיה דורסלי יותר. בכל שכבה יש סדר של מה נמצא מדיאלי -< דורסלי ומה נמצא לטרלי -< ונטרלי:

1. אקטודרם- החלקים המדיאליים מתקפלים ונשארים בקו האמצע, יוצרים את צינור העצבים - דורסלי. החלקים הלטרליים לאחר התקפלות עוטפים את כל העובר ומהווים את העור. נכון שעור הוא גם דורסלי וגם ונטרלי אבל העור שהוא דורסלי נובע ממורפוגנזה, תנועת עוברים שעברו כבר איזה שהיא התמיינות. גם בתוך צינור העצבים מי שהיה הכי מדיאלי יהפוך לונטרלי ומי שהיה הכי לטרלי יהפוך לדורסלי.
2. מזודרם- החלק הכי מדיאלי זה ה-notochord, יותר לטרלית זה ה-paraxial mesoderm שהופך לחוליות ושריר, לטרלי עליו זה Intermediate mesoderm שהופך למע’ השתן והכליות ורבייה והכי לטרלי נקרא lateral plate שהופך ללב, גפיים.
3. אנדודרם- חלקים שמתפתחים מהצד הדורסלי של מעי)והיו בהתחלה מדיאליים( וחלקים מהצד הונטרלי של מעי כמו לבלב וכבד )בהתחלה היו לטרליים יותר(.

Question 26

ריכוז מולק’ BMP בחלקי העובר השונים-

Answer 26

)Bone Morphogenetic protein signaling(BMP- מולק’ חשובה לסיגנל בהתפתחות. היא התגלתה בניסויים על העצם. המולק’ נמצאת לאחר תחילת שלב הגסטרולציה, בעיקר בחלקים לטרליים ופוסטריוריים. החלק המדיאלי כולל מעט BMP. .notochord-וב node-והם נמצאים בעיקר ב BMP מולק’ שמעכבות את פעולות -noggin-ו chordin אם נחתוך עובר באמצע, יש מישור עם ריכוז של BMP )אדום זה יותר, לבן זה פחות(. בשלב שהעובר עוד שטוח, התאים מרגישים ריכוזים שונים של BMP ולפי זה הם יודעים לדעת איפה הם נמצאים בתוך העובר וזה גורם להתפתחות של איברים שונים. BMP מפעיל פרומוטורים מסוימים בגנים הקשורים לדיפרנציאציה של תאים.
lateral plate ,(גבוה יגרום להתפתחות עור)אקטודרם BMP 􏰀 )מזודרם( וצינור מעי ונטרלי )אנדודרם(.
􏰀 BMP נמוך יגרום להתפתחות notochord וחלק מדיאלי של צינור עצבים.

Question 27

2( ציר רוסטרלי – קאודאלי

Answer 27

אנדודרם- צינור מעי מתפתח מראש לזנב- פה, ריאות, קיבה, לבלב, כבד, מעי. האיברים מקבלים את זהותם ביחס למיקומם על ציר ראש-זנב.
אקטודרם- מהמוח)ראש( ועד חוט השדרה)זנב(.
מזודרם- יש הבדל בין החוליות שנמצאות קרוב יותר לראש לבין חוליות שקרובות לזנב. בנוסף גם בתוך הכלייה- בהתחלה יש 3 כליות- ,pronephros, mesonephros metanephros. המזודרם הלטרלי יבנה בצד הרוסטרלי את הלב ואילו בצד הקאודאלי יבנה גפיים.

Question 28

HOX

Answer 28

יש קשר הדוק בין זמן לבין ציר ראש-זנב. תאים שנכנסים קודם יהיו בראש ואלו שיכנסו אח”כ יהיו יותר זנביים. גנים ממשפחת HOX- משפחה המונה 13 גנים בבעלי חוליות והם מסודרים בכרומוזום לפי הסדר בו הם מבוטאים בגוף. הגנים שמתבטאים ב-‘3 הם יותר בראש, גנים שמתבטאים ב-‘5 הם יותר בזנב. הדגם הזה מתבטא גם בזבובים וגם באדם.
יותר פוסטריורי/קאודאלי- יותר גנים של HOX מתבטאים. בדוגמה עם 4 גנים בלבד)3,4,6,8( נראה שבראש מתבטא רק גן 3. יותר קאודאלי מתבטאים 3+4, יותר קאודאלי 3+4+6 והכי קאודאלי זה 3+4+6+8.

Question 29

3( ציר ימין-שמאל

Answer 29

העובר נראה בהתחלה סימטרי. אך בגוף אדם בוגר יש הבדלים פנימיים בין הצדדים, למשל מיקום הכבד בצד ימין, קיבה וטחול בצד שמאל, נטיית לב שמאלה. הסימן הראשון מופיע קצת אחרי גסטרולציה- ביטוי של גנים רק בצד שמאל של הגוף. מולק’ בשם Nodal מופרשת רק בצד שמאל, גם בצד שמאל של node . המזודרם הלטרלי בצד שמאל מבטא אותה. קצת לאחר מכן, פקטור Pitx2 מתבטא בצד שמאל של איברים)לב, קיבה ועוד(. הוא פקטור שעתוק שמתבטא בתאים שהופרש בהם Nodal גם אחרי שה-Nodal מתאפס. המולק’ האלו שולטות גם על צד שמאל. אם מכניסים Nodal בימין מקבלים לב שמפעיל את Pitx2 והוא לא יודע אם הוא ימין/שמאל. גם הפוך, מוטציה שאין Pitx2 בצד שמאל, כאילו יש 2 צדדים ימניים והלב לא יודע מה ימין ומה שמאל. מקבלים מומי לב.

Question 30

בעיות בציר ימין/שמאל:

Answer 30

1. Situs solitus-
   המצב התקין, סידור נכון של איברים.
2. Right isomerism- שני צידי הגוף נראים כמו צד ימין. כשאין מידע על צד שמאל של הגוף. למשל, כבד נמצא באמצע, 3 אונות
   ל-2 ריאות, אין טחול. 3. Left isomerism- שני צידי הגוף נראים כמו צד שמאל. למשל, יותר
   מטחול אחד. 4. Situs inversus- ימין ושמאל מתהפכים. זה לא גורם לחולי.

Question 31

אנטומיית הצפרדע-

Answer 31

􏰀 קוטב אנימאלי/animal pole- החלק העליון. הוא עשיר בפיגמנטציה. זה אזור כרגע ציטופלזמטי. זה מאוד גדול. יש לו 2 תפקידים: 1. הגנה מהשמש. 2. הסוואה מחיות אחרות.
􏰀 קוטב וגיטאלי/vegetal pole- החלק התחתון. עשיר בחלבון שמזין את העובר. הוא מאוד כבד לכן אם נסובב את הכדור הוא תמיד יחזור לאוריינטציה כזו]כמו נחום תקום[
􏰀 אזור מרגינלי/marginal zone- בקו המשווה.

Question 32

המסע של הצפרדע הוא מורכב-

Answer 32

חלוקה ל-2-< 4-< 8 וכן הלאה. שתי חלוקות ראשונות לאורך ואז חצייה במרכז. 12 חלוקות מאוד מהירות. החלוקה הראשונה איטית)בערך שעתיים( ואז 11 חלוקות כל חצי שעה. מגיעים ל-4096 = 􏰈􏰇2 תאים תוך 8-10 שעות.


Question 33

מפת גורל של העובר- יצירת 3 שכבות נבט-

Answer 33

􏰀 אקטודרם- תאים אנימאליים יתמיין בסופו של דבר לאקטודרם, כלומר יצירת עור ומערכת עצבים.
􏰀 מזודרם- אזור מרגינלי יתמיין בסופו של דבר לרקמת אנדודרם, שלד ורקמות חיבור.
􏰀 אנדודרם- קוטב וגיטאלי יתמיין בסופו של דבר למעי, כבד, ריאות.

Question 34

גסטרולציה-

-Blastopore lip

Answer 34

אזור שממנו מתחילה הגסטרולציה. זה נמצא
באזור מרגינלי. ]המרצה קורא לזה ‘השפם המלוכלך’[. התאים עוברים התארכות והתמקדות/ & convergence extension. התאים עוברים למרכז הגבי של העובר. כלומר, עושים convergence לקו המרכזי של העובר ויצרו את ה- .notochord

Question 35

מי נכנס ראשון גבי או בטני?

Answer 35

התאים עוברים תהליך שנקרא involution בתוך העובר. נוצר שקע שנקרא blastopore. התאים כולם זוחלים בצורה אקטיבית פנימה לתוך העובר וזוחלים לכיוון הקדמי. מה שנכנס זה המזודרם והאנדודרם )רק אקטודרם נשאר בחוץ(. ככל שהתא יותר גבי הוא נכנס ראשון ומה שהיה יותר קדמי ייכנס מאוחר יותר. בנוסף, נכנס גבי ומתפשט לצדדים. החור שיצרנו מתחיל להצטמצם עד שמגיעים לחור שהוא יהיה פי הטבעת העתידי.

Question 36

convergence & extension/התארכות והתמקדות-

מלווה גם ב

Answer 36

-medial intercalation/החדרה מדיאלית.

Question 37

archenteron

Answer 37

התחלנו בשלב הבלסטולה, יש את 2 הקטבים והמרגינל באמצע. תוך כדי גסטרולציה התאים בצד גבי ביותר חודרים בתהליך involution ולאחר מכן גם הצד הבטני ייכנס. בסופו של דבר, אקטודרם מכסה הכול. כך מסיימים גסטרולציה. archenteron- בין המזודרם הגבי ביותר לבטני ביותר יש חלל שיכיל בסוף את העובר.

Question 38

ניסוי שהמרצה מכנה ‘פיתה ופלאפל’, בשנות ה70- החוקר עשה מיקרו-כירורגיה לעוברים בשלב הבלסטולה.

Answer 38

• אם מוציאים את התאים האנימאליים שהופכים לאקטודרם בהמשך – מגדלים בתרבית והם מתפתחים לעור )ולא מערכת העצבים(.
• אם מוציאים את התאים הוגיאטאליים שהופכים לאנדודרם בהמשך – מגדלים בתרבית והם מתפתחים למשהו לא ברור.
• אם מוציאים את התאים האנימלים+ ואגיטאלים ושם אותם כמו פיתה ופלאפל – כל הרקמה האקטודרמיאלית הופכת להיות מזודרמיאלית. זה מזכיר את התמונה הקודמת שB הפך את A ל-C.
  האזור המרגינלי והאקטודרמיאלי הם אותו הדבר. ההבדל זה רק שהרקמה האקטודרומיאלית גובלת בסמיכות עם האזור המרגינלי. והקוטב הואגיטאלי שולח אותות שלא יכולים להגיע לקוטב האנימאלי.
  מסקנה- הקוטב הואגיטאלי משרה באזור מרגינלי את המזודרם ואילו הקוטב האנימאלי שלא מקבל אותות נשאר כברית מחדל אקטודרם.
• אם מערבבים את הקוטב האנימאלי בפקטורי גדילה – גם מקבלים מזודרם.

Question 39

TGFβ-ו ,FGF-

Answer 39

היום יודעים ש-FGF, ו-TGFβ חיוניים בתהליכי אינדוקציה והם מתבטאים בקוטב אנימאלי.

Question 40

The ‘organizer’ experiment

Answer 40

ניסוי מ-1924, הנס ספמן והילד מנגולד,
ה-blastopore lip הוא האזור הראשוני בהתפתחות. לקחו מהשפה הדורסלית של השקע מעובר תורם והשתילו בעובר אחר בזוית 180 מעלות – האזור הבטני. תוצאה- נוצר תאום סיאמי עם ציר גבי בצד הבטני. כלומר ה-notochord היה אמור להיווצר שם, וכשהעבירו את זה צד גם שם נוצר notochord.

Question 41

דורסליזציה

Answer 41

התהליך בו ה-notochord המושתל בצד הבטני לוקח את הרקמה
המזודרמיאלית שהייתה אמורה להתפתח לבטן ורקמת חיבור והופך אותם למזודרם גבי של שריר שלד. הוא גם מגייס את הרקמה האקטודרמלית שאמורה להיות העור של הבטן והופך אותה למערכת עצבים- עין, מוח וחוט שדרה. הצד הבטני של העובר הפוך לצד גבי נוסף.

Question 42

מודל האינדוקציה ליצירת מזודרם

Answer 42

האזור הואגיטלי משרה על האזור המרגנינלי להיות מזודרם. הקוטב הואגיטלי מחולק ל-2:
􏰀 ventral vegetal -VV- אזור זה משרה מזודרם ונטרלי.
􏰀 dorsal vegetal -DV, מרכז ה-nieuwkoop. אזור זה חיוני
ליצירת ה-orginazer צד הגבי, משרה את המארגן. שולח מולק’ שגורמות לדורסליזציה. המולק’ יוצרות דירוש לאורך ציר- O זה הגבי ביותר, M3 הבטני ביותר. M1 הוא שריר שלד לטרלי. ו-M2 עוד יותר לטרלי משם. נעשית התמיינות של המזודרם מהגבי ביותר לבטני ביותר.

Question 43

מודל האינדוקציה ליצירת מזודרם

הסבר מולקולרי:

Answer 43

ההסבר זה מותאם לצפרדעים ודגים אך קצת דומה גם ביונקים. Wnt- ליגנד המופרש מתאים ומפעיל רצפטורים שבסופו של דבר מפעילים פקטור שעתוק בשם β-cetenin. בטא-קטנין נכנס לגרעין-< עובר אינטראקציה עם עוד פקטור שעתוק TCF. בגרעין בטא-קטנין פועל כמתג On/off- הופך את TCF שמדכא שעתוק למעודד שעתוק בגני מטרה.
בעובר- התהליך נטול Wnt. יש מרכיבים ציטופלזמטיים שמתווכים את פעילות ה-Dsh -Wnt ו-GSK3 שפועלים אחד כנגד השני. GSK3 פעיל- glycogen synthases הוא קינאז שמזרחן את בטא-קטנין. בטא קטנין מזורחן מזוהה ע”י מערכת היוביקוויטין ששולח אותו לפירוק. בטא-קטנין לא יכול להיכנס לגרעין ולעודד שעתוק. ]איור שמאלי[ Dishevelles -Dsh- כשהוא משופעל ע”י ליגנד או אפילו בלי ליגנד בעובד, הוא נמצא בקומפלקס ומאפשר לחלבון GBP לקשור ולעכב את GSK3. בטא-קטנין נשאר פעיל-

Question 44

במחזור תא הראשון-

Answer 44

נקבע מיקומם של Dsh ו-GBP בצד הגבי של העובר.
בחלק הואגיטלי נמצא Dsh . תא זרע חודר בקוטב אנימאלי וגורם לשינוי בקליפת הביצית- cortical .rotation זה קיטוב מיקרוטובולים באזור התת-קליפתי, כך שנוצרת רוטציה של 30 מעלות בין 2 שכבות הקורטקס של הביצה. אירוע זה מזיז את אזור ה-Dsh מאזור הואגיטאלי לאזור המרגינלי, בדיוק 180 מעלות ממול הזרע. קיטוב המיקרוטובולים גורם להם לזוז בצורה לא
סימטרית לכיוון הגבי, כשקשור אליהם החלבונים Dsh ו-GBP. החלבונים האלו
רוכבים על המיקרוטובולים ולכן הם מגיעים לצד הגבי. ה-Dsh מאפשר לבטא-קטנין להישאר פעיל. כלומר הבטא-קטנין מתייצב ולא מתפרק. באזורים אחרים בעובר אין את הקומפלקס חלבונים על גבי המיקרוטובולים ולכן באזורים אלו בטא-קטנין עובר זרחון ופירוק. התוצאה- הדפוס של קיטוב החלבונים יחד עם בטא-קטנין נשאר בכל תאי הבת הנוצרים במהלך 12 החלוקות המהירות. עדיין אין שעתוק! רק חלוקות. בכל התאים האלו יהיו פקטורי שעתוק בגרעין מסוג בטא-קטנין ו-TCF פעיל באזור הגבי של הציטופלזמה. הבטא-קטנין בסופו של דבר ייצור את המארגן- אזור DV. הגנים שמופעלים ע”י בטא- קטנין מייצרים אנרגיה לתהליך הדורסליזציה בנוסף ליצירת המארגן.

Question 45

המודל המולקולרי בצד הוואגיטלי-

צד שמאלי זה הצד הונטרלי וצד ימין זה הצד הדורסלי.

Answer 45

בצד הונטרלי-VV- מופרשים פקטורי שעתוק VGT שגורמים לביטוי של BMP ‘מולק’ אלו בנוסף למולק .(TFGβ הם סוג של) Xnr1,2,4,5,6 מטרנליים וזיגוטיים מופרשים למעלה לאזור המרגינלי. הסיגנל המופרש גורם לביטוי גן XBRA, גן שמתבטא בצורה של טבעת ומגדיר תא מזודרמלי. הוא יפעיל FGF שעובד במשוב חיובי להפעלת XBRA.
כלומר ע”י ה-TFG שהופרשו מהצד הונטרלי, מקבלים השרייה של גורל מזודרמיאלי. בנוסף, יש ביטוי BMP בצד הבטני שקריטי ליצירת גורל הכי בטני.
בנוסף, הפעלה של Xnt11 שאחראי על התארכות והתמקדות של התאיים הגביים ביותר במזודרם
– notochord, תאים סומטיים, רקמה צדדית גבית של שריר שלדי. בצד הדורסלי DV- נוצר בטא-קטנין שיפעיל גני מטרה siamois ו-Xnr3-
< הם יפעילו שרשרת גנים בצד הגבי של המארגן כמו Goosecoid שיפעיל זהות של מזודרם גבי באזור ה-notochord ויצירת תנועת ‘התקדמות והתארכות’. בנוסף גם יפעיל שרשרת מולק’ מופרשות שמעכבות BMP ומעכבות Wnt , הם יופרשו לצד הונטרלי.
באזור הבטני יש BMP ובאזור הגבי יש מעכבי BMP.

Question 46

ניסויים בצפרדעים:

Answer 46

􏰀 יצירת עוברים היפר-וונטרליים- נקלקל רוטציה קורטיקלית ובכך נמנע לוקציליזציה של DV -< בטא-קטנין מתפרק-< העובר לא מייצר ציר גבי. אפשר לעשות את זה ע”י הקרנת עוברים באור אולטרה-סגול במהלך מחזור תא ראשון ובכך לפגוע במיקרוטובולים ולמנוע רוטציה קורטיקלית ובטא-קטנין יתפרק. כשעושים את זה אין יצירה של DV, אין יצירה של organizer ונוצר עובר בטני ששורד מעט זמן )זמן 0 בציור(.
􏰀 יצירת עוברים היפר-דורסליים- אפשר להפוך את כל האזור המרגינלי לOrganizer ומקבלים 2 תוצאות אפשריות)בדרגה 10(: 1. עובר שכולו גב, כולו notochord . 2. אינדוקציה של החלק הגבי הקדמי ביותר כך שהעובר מכיל את כל האיברים הקדמיים הגביים, notochord רדיאלי.
􏰀 עובר נורמלי בדרגה 5.

Question 47

גילוי מעכבי BMP

Answer 47

חוקר שיצר עוברים היפרבטניים ע”י עיכוב הרוטציה הקורטיקלית, לקח ספרייה של גנים והזריק אותם ואז חיפש חלבונים שיצילו את הציר וכך יצילו את העובר. גילו מולק’ בשם NOGGIN )מילה עתיקה לראש(, שבריכוזים בינוניים אפשר ליצור עובר תקין )לעובר שלפני כן היה רק בטני(. אך הזרקה בעודף תגרום לעובר להיות רק ראש.
לאחר מכן גילו ש-NOGGIN מעכב BMP שמתבטא ב-orginazer באופן תקין. גילו סך כל 3 מעכבי BMP שנמצאו: Noggin ,Chordin, Follistantin, הם כולם מופעלים ע”י גני מטרה של בטא-קטנין. הם אחראים על גיוס התאים לגורלות יותר גביים. כלומר, לוקחים מארגן שמכיל את כל מעכבי ה-BMP ומשתילים בעובר כמו ששפיימן. זה גורם להפרשה של מעכבי BMP בצד הבטני ומייצר רקמות גביות בצד הבטני. אם פוגעים רק במעכב 1, העובר יכול להסתדר ולהתפתח תקין. אך אם פוגעים בכל 3 המעכבים, העובר יהיה בטני. המעכבים הן מולק’ שונות שתפקידן זהה- תחרות עם הרצפטור ל-BMP וקושרים את ה-BMP בזיקה גבוהה ומעכבים את פעילותו בצד הבטני.

Question 48

חסר ב-XBRA

Answer 48

כתוצאה מעיכוב ב-FGFβ בעובר, נוצר עיכוב של XBRA שמתבטא בטבעת בתאים מזודרמיאליים. ואז החלק הקדמי של העובר נוצר טוב, אך החלק האחורי- מיתר שריר שלד, זנב וכו’ נעלמים ומקבלים רק ראש. גילו שמוטציות בגנים בחולייתנים )שהיו ידועות עוד לפני כן משנות ה20(- עכברים הטרוזיגוטיים למוטציה של XBRA גורמים לזנב קצר, ועכברים הומוזיגוטיים למוטציה מתים. הפנוטיפ כמעט זהה גם בצפרדעים, בכלבים וגם בדגי זברה. אז זה שמור באבולוציה- האות של ה-FGF שמפעיל את ה-XBRA וזה מפעיל את כל היצירה הגבית של עובר.