Cesta nového života je jedným z najúžasnejších procesov, aké príroda pozná. Začína sa nenápadným spojením dvoch špecializovaných buniek - spermie a vajíčka - a pokračuje komplexným vývojom embrya, ktorý je základom pre budúceho jedinca. Tento proces, známy ako ontogenéza, je fascinujúcou ukážkou biologickej precíznosti a neustálej transformácie. Pochopenie jeho jednotlivých fáz, od tvorby pohlavných buniek až po skoré štádiá embryonálneho vývinu, nám otvára dvere k hlbšiemu vnímaniu zázraku zrodu. Zrodenie nového života je skutočne jedným z najväčších zázrakov prírody.
Gametogenéza: Stavebné Kamene Života
Ontogenetický vývin, čiže ontogenéza, predstavuje súbor všetkých životných fáz organizmu od jeho počiatku až po koniec. U pohlavne sa rozmnožujúcich organizmov, vrátane človeka, tento proces začína tvorbou pohlavných buniek, známych ako gaméty. Tento počiatočný krok je kľúčový a nazýva sa gametogenéza. Pre mužov je to spermatogenéza, teda tvorba spermií, a pre ženy oogenéza, čiže tvorba vajíčok.
Významným aspektom gametogenézy je redukcia počtu chromozómov. Pohlavné bunky sú haploidné, čo znamená, že obsahujú polovičný počet chromozómov (u človeka 23) v porovnaní s bežnými telesnými (somatickými) bunkami, ktoré sú diploidné (46 chromozómov). Táto redukcia sa dosahuje špecifickým procesom bunkového delenia nazývaným meióza. Pred meiózou prebieha replikácia DNA, takže každý chromozóm je tvorený dvoma chromatídami. Počas prvej meiotickej fázy sa párujú homologické chromozómy, dochádza k výmene genetického materiálu (crossing-over) a následnému deleniu. Výsledkom sú dve bunky s polovičným počtom chromozómov, ale stále s dvojitou sadou DNA. V druhej meiotickej fáze sa tieto dvojchromatidové chromozómy rozdelia, čím vzniknú haploidné bunky s jednou sadou DNA. Okrem genetickej redukcie prebieha počas gametogenézy aj výrazná morfologická diferenciácia, ktorá prispôsobuje bunky ich špecifickým úlohám.
Spermatogenéza: Neustála Tvorba v Mužskom Tele
Spermie je samčia gaméta (mužská pohlavná bunka), ktorá je nevyhnutná pre prirodzenú reprodukciu. Vývoj spermií je označovaný ako spermatogenéza. Spermie sa tvoria v mužských pohlavných orgánoch - semenníkoch (testes), konkrétne v kanálikoch vo vnútri semenníka. Optimálna teplota pre tento proces je o niečo nižšia ako telesná teplota, ideálne o 2-3°C, preto sú semenníky umiestnené v miešku (skróte). Spermatogenéza začína v puberte a pokračuje nepretržite až do staroby, pričom tvorba spermií obvykle trvá až do smrti muža.
Proces začína pri diploidných prvotných pohlavných bunkách, nazývaných spermatogónie. Tieto bunky sa nachádzajú v semenníkoch už pri narodení, ale až v puberte sa aktivujú účinkom hormónov, najmä folikulostimulačného hormónu (FSH) a testosterónu. Aktivované spermatogónie sa začnú mitoticky deliť, čím sa ich počet zvyšuje. Časť z nich ostáva ako zásoba, zatiaľ čo iné sa menia na primárne spermatocyty a vstupujú do meiózy. Po prvom meiotickom delení vznikajú sekundárne spermatocyty, ktoré už majú polovičný počet chromozómov. Druhé meiotické delenie vedie k vzniku spermatíd, ktoré sú haploidné a majú 23 jednochromatidových chromozómov. Z jedného primárneho spermatocytu tak nakoniec vzniknú štyri spermie.
Spermatídy následne prechádzajú zložitým procesom dozrievania, nazývaným spermiogenéza, pri ktorom sa formuje ich charakteristická stavba: hlavička s jadrom a akrozómom (obsahujúcim enzýmy na prienik do vajíčka), krčok s mitochondriami dodávajúcimi energiu pre pohyb, a bičík umožňujúci mobilitu. Zralá spermia sa skladá z hlavičky, krčku a bičíku. Hlavička okrem jadra obsahuje vo svojej prednej časti akrozóm, medzi hlavičkou a krčkom sa nachádza centriola. Tento proces je úzko spojený so Sertoliho bunkami, ktoré zárodočné bunky vyživujú, chránia, ovplyvňujú ich vývoj a poskytujú spermám výživu a podporu. Vlastný proces závisí aj na hormóne testosteróne, ktorý je produkovaný Leydigovými bunkami. Počas vývoja sa mení tvar a vybavenie zárodočných buniek. Zmenšuje sa vlastná bunka, pričom stráca cytoplazmu a nepotrebné organely, ale vytvára sa u nej bičík umožňujúci pohyblivosť.
Vytvorené spermie sa následne ukladajú v nadsemenníku, kde dozrievajú a kde môžu byť uložené až do chvíle ejakulácie. Priemerný ejakulát obsahuje 200-500 miliónov spermií. Preukázateľne znížená plodnosť môže byť spôsobená vysokým podielom málo pohyblivých, morfologicky abnormálnych alebo nezrelých spermií. V súčasnosti sa pozoruje trend poklesu kvality spermií, čo sa často spája s nezdravým životným štýlom. V pohlavnom trakte ženy spermie cestujú smerom do maternice a tu prechádzajú procesom, ktorý sa označuje ako kapacitácia. V jeho priebehu sa zvyšuje aktivita bičíka a najmä sa mení povrchová membrána spermie. Kapacitovaná spermia je schopná vyhledávať a oplodnit vajíčko. V prednej časti hlavy spermie sa počas kapacitácie obnaží tzv. akrozomálna čiapočka, ktorá je kľúčová pre akrozómovú reakciu.
Oogenéza: Obmedzená Tvorba v Ženskom Tele
Oogenéza, proces tvorby vajíčok, prebieha v ženských pohlavných orgánoch - vo vaječníkoch (ováriách). Na rozdiel od mužov, kde tvorba spermií prebieha nepretržite, u žien je počet vajíčok obmedzený už pred narodením. Dievča sa narodí s približne 700 000 až 1-2 miliónmi nezrelých vajíčok. Tento počet sa postupne znižuje a nové vajíčka sa už netvoria. Medzi 16.-25. rokom života je ich približne 150 000, v neskoršom veku ich počet ďalej klesá, až úplne vymiznú po menopauze (približne 45-55 rokov), pričom počas života dozrie len niekoľko stoviek z nich.
Prvotné pohlavné bunky sa delia mitoticky a vytvárajú diploidné oogónie. Po zastavení ich mitotickej aktivity vstupujú do meiózy, ale prvé meiotické delenie sa zastaví v štádiu profázy I. Tieto bunky sa nazývajú primárne oocyty. Počas rastovej fázy sa v nich ukladajú zásoby živín, čo vedie k zväčšeniu ich objemu. Primárne oocyty sú obalené okolitým tkanivom a tvoria primárne folikuly. Tieto folikuly postupne dozrievajú počas ovariálneho cyklu, pričom sa jeden z nich zvyčajne vyvinie do dominantného Graafovho folikulu.
Samotné uvoľnenie vajíčka z Graafovho folikulu, nazývané ovulácia, je spojené s dokončením prvého meiotického delenia. Vznikajú dve nerovnocenné bunky: veľký sekundárny oocyt (oocyt II. rádu) a malé pólové teliesko. Ovuláciu a dozrievanie vajíčok riadia hormóny hypofýzy a vaječníkov. Druhé meiotické delenie nastane až v momente oplodnenia spermiou, čím vznikne zrelé vajíčko (ootida) a ďalšie pólové teliesko. Keďže pólové telieska neobsahujú prakticky žiadnu cytoplazmu, zanikajú. Človek sa prakticky nestretáva so zrelým vajíčkom ako samostatnou bunkou - vždy je súčasťou folikulu alebo je obklopené podpornými bunkami (cumulus oophorus), ktoré sú nevyhnutné pre oplodnenie. Vajíčko je najväčšou bunkou ľudského tela, s bohatou zásobou cytoplazmy a živín, nevyhnutných pre raný vývin embrya. Vajíčko je nepohyblivé a jeho hlavnou úlohou je prijať spermiu a poskytnúť jej prostredie na ďalší vývoj.
Počas ovulácie praskne dozretý folikul a vajíčko sa uvoľní do vajíčkovodu. V tele sa zvyšuje hladina progesterónu, ktorý pripravuje sliznicu maternice na prijatie embrya. Ovulácia, teda uvoľnenie zrelého vajíčka, je veľmi individuálna u každej ženy a súvisí jednak s dĺžkou menštruačného cyklu a jednak s dĺžkou menštruácie. Obvykle sa jedná zhruba o 10. až 18. deň cyklu. Vajíčko je už zrelé, tzv. Graafov folikul, ktoré sa vydáva na cestu vajíčkovodom smerom do maternice.
Oplodnenie: Zázrak Stretnutia a Vznik Zygóty
Oplodnenie je proces, pri ktorom sa mužská pohlavná bunka (spermia) splynie so ženskou pohlavnou bunkou (vajíčkom) a vytvorí novú, diploidnú bunku - zygotu. Tento proces je nevyhnutným prvým krokom k vzniku nového života. Oplodnenie a vnútromaternicový vývin predstavujú ontogenetický vývin.
Po pohlavnom styku (koituse) sa milióny spermií dostávajú cez pošvu a maternicu do vajíčkovodov. Tu môžu prežiť 1 až 5 dní, pričom počas transportu prechádzajú procesom nazývaným kapacitácia. Kapacitácia zvyšuje pohyblivosť spermií a mení ich povrchovú membránu tak, aby mohli preniknúť do vajíčka. Spermie až počas transportu získavajú oplodňovaciu schopnosť. Ak je vo vajíčkovode vajíčko, oplodnenie nastáva okamžite. K vajíčku, ktoré je uvoľnené počas ovulácie, sa dostane len malá časť spermií, z miliónov spermií sa k vajíčku dostane len niekoľko stoviek. K samotnému oplodneniu dôjde vo vajíčkovode. Aby k nemu došlo, musí sa stretnúť dozreté vajíčko so životaschopnou spermiou v správnom čase.
Pri kontakte spermie s vajíčkom prebieha akrozómová reakcia, pri ktorej spermia uvoľňuje enzýmy, aby prekonala ochranné obaly vajíčka, najmä zona pellucida. Každá spermia nesie enzým, ktorý rozpúšťa vonkajší povrch vajíčka a uľahčuje tak prienik spermie. Po vniknutí jednej spermie do vajíčka dôjde k oplodňovacej reakcii, ktorá zabráni prieniku ďalších spermií (polyspermii). Po oplodnení ostatné spermie hynú. Prienik spermie do vajíčka zároveň stimuluje dokončenie druhého meiotického delenia vajíčka. Následne sa spoja haploidné jadrá spermie a vajíčka, čím sa obnoví diploidná sada chromozómov a vznikne zygota. Potom, ako dôjde k spojeniu vajíčka a spermie, dôjde aj ku spojeniu genetického materiálu otca a matky. Sú viditeľné dve prvojadrá (2PN) - materinská a otcovská genetická informácia. Nesprávne oplodnený oocyt má iný počet prvojadier ako dva.
Občas sa však môže stať, že skutočne k oplodneniu vajíčka dôjde aj dvoma alebo tromi spermiami, čo však znamená vážne poškodenie plodu. Toto tehotenstvo buď skončí potratom plodu, alebo sa narodí dieťa s veľmi vážnymi vadami, na ktoré veľmi rýchlo umiera. V prípade, že dôjde k oplodneniu dvoch vajíčok dvomi rôznymi spermiami, vznikajú dizygotné (dvojvaječné) dvojčatá, ktoré majú odlišnú genetickú informáciu. Ak sa jedna zygota v ranom štádiu vývinu rozdelí na dve, vznikajú monozygotné (jednovaječné) dvojčatá, ktoré majú identickú genetickú informáciu. Oplodnenie je prvým krokom na ceste k zrodu nového života. Je to jemný, no nesmierne významný proces, ktorý si zaslúži pozornosť, rešpekt a pochopenie.
Oplodnenie vajíčka spermiami v laboratóriu - ICSI zábery
Prenatálny Vývin: Od Zygóty k Plodu
Prenatálny vývin je obdobie vývinu jedinca pred narodením, ktoré začína vznikom zygoty a prebieha vo vnútri maternice matky (intrauterínny vývin). Tento proces trvá v priemere 38 týždňov (približne 266 dní) a delí sa na dve hlavné fázy: embryonálny vývin a fetálny vývin. Vývoj dieťaťa počas tehotenstva je neskutočne rýchly a komplexný proces, ktorý začína spojením spermie a vajíčka a vedie k vzniku nového, jedinečného ľudského života.
Embryonálny Vývin: Detaily Prvých Týždňov
Embryonálny vývin, zahŕňajúci prvých 8 týždňov, je fázou, kedy sa vyvíja zárodok (embryo). Je to obdobie rýchlych a kvalitatívnych zmien, veľmi citlivé na pôsobenie škodlivých faktorov (teratogénov), ktoré môžu spôsobiť potrat alebo vrodené vývinové chyby.
1. týždeň: Brázdenie a Začiatok ImplantáciePo oplodnení začína zygota prechádzať rýchlym mitotickým delením, nazývaným brázdenie. Pri tomto delení sa vytvárajú menšie bunky, ktoré sa označujú ako blastoméry. Oplodnené vajíčko (zygota) sa začína deliť asi 30 hodín po oplodnení, kedy vznikajú dve blastoméry. Bez zväčšenia celkového objemu (kvôli obalu zona pellucida) vzniká zhluk buniek, ktoré pripomínajú morušu - nazýva sa morula. Táto morula, dosahujúca asi 16 blastomérov, sa posúva do maternice (približne 75 - 80 hodín po oplodnení).Neskôr, presakovaním tekutiny do moruly, sa morula mení na blastocystu (alebo blastulu), dutý útvar s dvoma typmi buniek: trofoblast, ktorý je budúcim obalom a časťou placenty, a embryoblast, čo je vnútorná bunková hmota, z ktorej sa vyvinie embryo. Blastocysta je guľovitý útvar s dutinou, ktorá má vonkajšiu stenu, vo vnútri je vyplnený tekutinou a na okraji dutiny je bunkový uzlík - embryoblast. Zygota sa počas niekoľkých dní mení na blastocystu - zhluk buniek, ktorý sa následne zahniezdi v sliznici maternice. Tento proces trvá približne 5 - 7 dní od oplodnenia. Vajíčko sa dostáva do maternice, kde sa začína usídľovať. V maternici vzniká dutinka, v ktorej sa tvorí tekutina. Pomocou tejto tekutiny dochádza k rozdeleniu moruly na dve časti. Jedna časť tvorí vnútornú bunkovú hmotu, čo je predstupeň embrya. Takto rozdelené vajíčko, ktoré tvorí vonkajšiu a vnútornú hmotu, oddelené tekutinou, sa odborne nazýva blastocysta. Všetky bunky blastocysty sú v tomto štádiu rovnaké. Z blastocysty sa vyvinie embryo a placenta.Blastocysta sa zbavuje obalu zona pellucida a začína sa nidácia (implantácia) v sliznici maternice. V tomto období na vajíčku rastú malé výbežky, ktoré umožnia jeho zahniezdenie - nidáciu (medzi 6. a 7. dňom) vo výstelke maternice (celkom trvá 5 dní). Počas implantácie trofoblast produkuje hormón hCG (ľudský choriový gonadotropín), ktorý signalizuje žltému teliesku pokračovať v produkcii progesterónu a udržiavať tehotenstvo. V tento deň sa blastocysta zdokonaľuje a dotvára, ukončuje delenie na dve časti. Počas tohto dňa sa blastocysta prilepí na stenu maternice. Tento deň sa ukončuje uhniezdenie vajíčka v maternici. Trofoblast už úplne prilieha ku stene maternice a začína produkovať hormón hCG, ktorý udržuje aktivitu žltého telieska.
2. týždeň: Formovanie Zárodočného ŠtítuImplantácia je v druhom týždni dokončená. Z embryoblastu sa diferencuje zárodočný štít s dvoma vrstvami - epiblastom a hypoblastom. Vzniká amniónová dutina, ktorá sa neskôr naplní plodovou vodou, a žĺtkový vak. V trofoblaste sa tvoria lakúny, ktoré sa napĺňajú materskou krvou a tvoria základ budúcej placenty.
3.-4. týždeň: Gastrulácia a NeuruláciaV epiblaste vzniká primitívny prúžok, cez ktorý migrujú bunky a vytvárajú tretiu zárodočnú vrstvu - mezoderm. Pôvodné bunky epiblastu tvoria ektoderm a bunky nahrádzajúce hypoblast tvoria endoderm. Tieto tri zárodočné vrstvy (ektoderm, mezoderm, endoderm) sú základom pre vývin všetkých tkanív a orgánov v tele. Vzniká notochorda, ktorá je základom chrbtice, a začína sa formovať neurálna rúra, ktorá je základom centrálnej nervovej sústavy. Embryo sa ohýba do charakteristického C-tvaru. Vytvárajú sa základy srdca, cievneho systému a prvých orgánov. Z buniek zárodku postupne vzniká nielen vlastné telo zárodku, ale aj prídavné orgány, t.j. zárodočné obaly a placenta. Okolo zárodku sa vytvára amniónový obal a v ňom tekutina, v ktorej zárodok pláva. Druhá zárodočná blana chorión zrastá so sliznicou maternice a vytvára plodový koláč - placentu. Placenta sprostredkúva spojenie medzi plodom a organizmom matky. Krv plodu sa v placente dostáva do bezprostrednej blízkosti matkinej krvi a odoberá z nej všetky živiny, kyslík, minerálne látky, vitamíny a vodu, a naopak do nej odovzdáva väčšinu svojich odpadových produktov, najmä oxid uhličitý a močovinu.
5.-8. týždeň: Intenzívna OrganogenézaToto obdobie je charakteristické rýchlym vývojom a diferenciáciou orgánov. Vznikajú končatiny, prsty, tvárové štruktúry (oči, uši, nos), vnútorné orgány sa ďalej vyvíjajú a nadobúdajú svoje základné tvary. Embryo sa stáva zreteľnejším a začína sa podobať na ľudské mláďa. Na konci 8. týždňa sa embryo stáva fetusom, čím prechádza do ďalšej fázy vývoja.
Fetálny Vývin: Rast a Dozrievanie Plodu
Fetálny vývin, vývin plodu alebo féta, trvá od 9. týždňa do pôrodu (približne 40. týždeň). Počas tohto obdobia sa plod (fetus) intenzívne vyvíja a rastie. Fetálny vývin je fázou, keď embryo nadobúda ľudské črty a vonkajšími znakmi sa podobá na dospelého človeka. V tomto období dochádza k dozrievaniu orgánových systémov, spevňovaniu kostí, rastu svalstva a rozvoju mozgu. Placenta hrá kľúčovú úlohu pri zabezpečovaní výživy a kyslíka pre plod a odstraňovaní odpadových látok. Pľúca dozrievajú a pripravujú sa na samostatné dýchanie po narodení. V posledných týždňoch plod priberá na hmotnosti a ukladá si tukové zásoby, čo je nevyhnutné pre jeho prežitie po pôrode.
Pôrod je záverečnou fázou prenatálneho vývinu. Signál k pôrodu nepochádza z vyvíjajúceho sa plodu, ale z materského organizmu. Prvá pôrodná doba (otváracia) začína rytmickými pravidelnými sťahmi maternice (stimulovanými hormónom oxytocín) a končí úplným otvorením maternicovej bránky. Následne odtečie plodová voda. Druhá pôrodná doba (vypudzovacia) je vlastný pôrod plodu. Pri prvom vdychu začnú fungovať pľúca a pupočná šnúra sa odstrihne na dvoch miestach. Novorodenec po narodení (ktoré končí 28 dňom po narodení) je vybavený dôležitými nepodmienenými reflexmi ako cicavý, dýchací, uchopovací a prehĺtací reflex, ktoré sú kľúčové pre jeho prežitie.
Asistovaná Reprodukcia: Podpora Cesty k Rodičovstvu
Neúspešné pokusy o počatie potomka už v súčasnej dobe nemusia znamenať život bez detí. Moderná medicína je natoľko vyspelá, že dokáže rad problémov, vrátane neplodnosti, riešiť. Nádejou pre páry, ktorým sa nedarí prirodzenou cestou počať bábätko, je asistovaná reprodukcia a základná metóda mimotelesného oplodnenia alebo IVF (in vitro fertilisation). Ak sa vám nedarí s partnerom otehotnieť a zaujíma vás, ako prebieha umelé oplodnenie, všetko začína u hormonálnej prípravy.
Ženám sú injekčne aplikované hormóny, aby sa stimulovali vaječníky a dozrelo v nich hneď viac vajíčok naraz. Hormonálna liečba zároveň zabraňuje procesu ovulácie, ktorý by bol pre úspešný odber vajíčok nežiaduci. Umelá hormonálna príprava eliminuje produkciu prirodzených hormónov a celý menštruačný cyklus je plne v rukách lekárov.
Odber vajíčok a spermií obvykle prebieha v rovnaký deň. U žien sa jedná o zhruba 10-minútový zákrok v celkovej anestézii, kedy sú vajíčka (oocyty) odobraté priamo cez pošvu. V prípade problémov u ženy je možné využiť darovanie vajíčok a u muža rozmrazením uchovaného vlastného či darcovského ejakulátu.
Po odbere vajíčok a spermií sú vybrané vhodné vajíčka, ktoré sú následne v laboratóriu oplodnené metódou IVF. Oplodnené vajíčka (embryá) sú na IVF klinike po niekoľko dní kultivované a sledované. Všetky správne oplodňujúce sa embryá by mali byť v štádiu blastocysty. 72 hodín po oplodnení sú správne sa vyvíjajúce embryá aspoň v sedembunkovom štádiu. Tretí deň kultivácie sa tiež robí asistovaný hatching (AH) - laserovým lúčom sa opatrne vytvorí otvor v zóne pellucide (obale embrya), ktorý uľahčí vycestovanie embrya. AH sa vykonáva u embryí, na ktorých sa bude robiť embryotransfer piaty alebo šiesty deň.
Embryotransfer je proces, pri ktorom dochádza po úspešnej kultivácii embrya k jeho preneseniu do maternice. Obvykle prebieha zhruba po 2 až 3 dňoch kultivácie, v niektorých prípadoch po 5 až 6 dňoch. Dříve se do maternice ženy vkladalo více embryí, aby se zvýšila šance na jejich uhniezdenie. To však často viedlo k nežiaducemu mnohopočetnému tehotenstvu. Ne vždy je však uhniezdenie vajíčka úspešné, a preto sa odoberá viac vajíčok a IVF má niekoľko cyklov. Oplodnené vajíčka, ktoré nie sú prenesené hneď po odbere, sú zmrazené (kryokonzervované).
Úspešnosť umelého oplodnenia sa ukáže zhruba po 10 dňoch od embryotransferu alebo kryoembryotransferu. Tehotenstvo odhalí tehotenský test a následné ultrazvukové vyšetrenie. Vďaka moderným metódam súčasnej medicíny je proces in vitro fertilisation dostupný pre všetkých, ktorí túžia po bábätku, ale nedarí sa im počať prirodzenou cestou. Asistovaná reprodukcia je zároveň do veľkej miery hradená zdravotnými poisťovňami.
Prelomové Objavy vo Vývoji Embrya: Úloha Proteínu CHK1
Vědcom z Ústavu živočíšnej fyziológie a genetiky AV ČR sa podaril zásadný objav v pochopení procesu vývoja zdravého embrya z oplodneného vajíčka. Zistili, že pre zdarný vývoj myšieho zárodku je v štádiu dvojbunkového embrya zásadné predĺženie jednej prípravnej fázy bunkového cyklu. Popsali tiež proteín, ktorý reguláciu dĺžky bunkového cyklu riadi. Ak vo vajíčku tento CHK1 proteín chýba, nedôjde k zdarnému vývoju do blastocysty a embryo zanikne.
Počas embryonálneho vývoja nastáva podstatný moment: dve vysoko rozlíšené bunky - vajíčko a spermia - sa premenia na bunky, z ktorých môže vzniknúť budúci organizmus. Podmienkou je, že sa zmenia na blastoméry, čo sú transkripčne aktívne a totipotentné bunky, v ktorých sa opäť naštartuje transkripcia, teda prepis novej RNA z DNA matky aj otca. Tento náročný proces je spojený s prispôsobením bunkového cyklu, vrátane predĺženia alebo skrátenia medzier medzi jednotlivými deleniami.
„Tieto procesy prebiehajú u dvojbunkových myších embryí v tzv. G2 fáze, ktorá je u nich predĺžená až na 16 hodín. Najmä u cicavcov doteraz nebolo známe, čo zmeny dĺžky bunkového cyklu reguluje a ako táto regulácia chráni DNA bunky pred poškodením. My sme zistili, že extrémne dlhú G2 fázu u dvojbunkových embryí reguluje proteín CHK1, známy ako checkpoint kináza 1, a hrá tak zásadnú rolu v načasovaní, kedy bunky prejdú do ďalšej fázy delenia. Embryá, ktoré mali odstránený CHK1 proteín, mali túto G2 fázu výrazne skrátenú a začali sa ďalej deliť oveľa skôr. Práve toto urýchlené delenie malo zásadný význam na kvalitu DNA.
Tento úplne zásadný objav v pochopení riadenia správneho delenia buniek pri vzniku nového embrya je významným krokom vpred vo vedeckom poznaní v oblasti embryonálneho vývoja a bunkovej regulácie. Môže tak otvoriť nové cesty k liečbe reprodukčných porúch a vývojových ochorení. „Naše výsledky môžu mať podstatný význam pre pochopenie príčin neplodnosti u ľudí.“
Vědcom tento významný objav umožnila kombinácia pokročilej mikroskopickej technológie nazývanej SPIM (Single Plane Illumination Microscopy) a genetického modelovania myší. „Vďaka tejto unikátnej technológii, ktorú máme na našom pracovisku k dispozícii, sme mohli odhaliť predĺženú G2 fázu u dvojbunkových embryí. Zároveň sme využili špeciálne upravený kmeň myší, ktorý mal odstránený proteín CHK1, vďaka čomu sme odhalili, že tento proteín je kľúčový pre načasovanie delenia v bunke, a mohli študovať následky skrátenia G2 prípravnej fázy na kvalitu DNA v embryách,“ popisuje unikátne vybavenie RNDr. Dávid Drutovič.
