Naukowcy w nowych badaniach wskazują, że to jak wyglądamy, nie zawsze uzależnione jest wyłącznie od genów. Ujawniają, że wzrost embrionalnych komórek macierzystych, które mają kluczowy udział w określaniu rysów twarzy, może być mechanicznie zaburzany podczas ich wzrostu w łonie matki.
Wbrew powszechnej opinii nasz wygląd nie jest uzależniony wyłącznie od przekazanych genów. Na nasze cechy fizyczne wpływ ma również środowisko, w którym dorastamy, a później żyjemy. Teraz okazuje się, że rysy twarzy mogą ulec zmianie już w łonie matki, kiedy występuje dostateczny ucisk.
Badania bazują na analizie wzrostu skupisk komórek embrionalnych myszy, żab i ludzi, które zostały stworzone w laboratorium. W trakcie badań okazało się, że rozwój tkanek może być zaburzony w kluczowych momentach rozwoju. Skutkiem czego może być ryzyko pojawienia się wad rozwojowych twarzoczaszki, lub potencjalnych zmian w rysach twarzy.
Badacze sądzą, że ewentualne nieprawidłowości mogą być rezultatem mieszanki genów oraz czynników środowiskowych, w tym dostarczania składników odżywczych.
W trakcie indukcji embrionalnej zachodzącej podczas rozwoju poszczególne komórki przesyłane są specjalnymi ścieżkami biologicznymi poprzez sygnały chemiczne. Badania dotyczyły wypełnionej płynem wnęki zwanej blastocelem, która znajduje się blisko obszaru, gdzie rozwija się grzebień nerwowy.
Badania dowiodły, że nacisk na blastocel zmniejsza aktywność białka Yap. Powoduje to upośledzenie innej grupy cząstek sygnałowych Wnt, które pełnią kluczową rolę w rozwoju grzebienia nerwowego - z niego rozwija się wiele rodzajów komórek dorosłego organizmu.
Specjaliści wskazują, że ich badania zapewniają wgląd w mechaniczne wpływy na rozwój zarodka, podczas gdy zdecydowana większość analiz koncentruje się na wpływie czynników biochemicznych.
- Kiedy organizm doświadcza zmiany ciśnienia, wszystkie komórki, w tym embrion wewnątrz matki, są w stanie to wyczuć - mówi Mayor.
Nowe analizy są bardzo ważnym krokiem w zrozumieniu, w jaki sposób kształtują się ludzie oraz w jaki sposób mechaniczne zmiany w łonie matki mają wpływ na migrację cząstek i sygnałów zaangażowanych w rozwój człowieka (i innych kręgowców), a także na ich wygląd.
Naukowcy podkreślają konieczność kontynuacji badań, które doprecyzują, w jaki sposób poszczególne zmiany w środowisku macicy mogą skutkować określonymi wynikami u rozwijającego się ludzkiego dziecka.
Jak mówi Mayor: - Nasza praca pokazuje, że zarodki są wrażliwe na nacisk, ale nie wiemy, jak bardzo są wrażliwe. Na przykład, czy zmiana ciśnienia wewnątrz macicy będzie mogła wpłynąć na zarodek? Będzie to wymagało dalszych badań, aby zrozumieć, w jaki sposób zmiany wewnątrz organizmu, a także ciśnienie środowiskowe mogą wpływać na rozwój ludzkiego zarodka.
Wyniki badań zostały opublikowane w międzynarodowym i prestiżowym czasopiśmie naukowym Nature Cell Biology.