Život každého má své milníky. Slavný britský vývojový biolog Lewis Wolpert kdysi řekl, že to není narození, manželství nebo smrt, ale gastrulace, která je nejdůležitější událostí v životě. Gastrulace je proces, během kterého se embryo každého živočicha dramaticky přemění z jednovrstvého shluku buněk do vícevrstvé struktury známé jako gastrula. Během tohoto procesu přetvářejí fyzikální síly jednoduchou embryonální tkáň a vytvářejí základ pro složité struktury dospělých mnohobuněčných organismů. Jak známo, embryo pochází z jediné oplodněné vaječné buňky, a tak je gastrulační tkáň u mnoha embryí v raném stádiu vývoje obklopena pevným ochranným vaječným obalem. Až dosud se mělo zato, že fyzické síly řídící gastrulační procesy vycházejí jen a pouze z aktivity samotné živé hmoty. Zda a jak živá tkáň interaguje s neživou skořápkou, která ji obklopuje, a zda tato interakce přispívá k formování sil, které hýbou živou hmotou při gastrulaci nebylo známo. Nedávno, skupina vědců pod vedením českého vědeckého expata Pavla Tomančáka z Max Planck Institutu pro molekulární buněčnou biologii a genetiku (MPI-CBG) v Drážďanech, objevila, že živá tkáň u dvou druhů hmyzu pevně přiléhá ke skořápce, která obklopuje embryo. Toto upevnění vytváří další vnější síly, které jsou potřebné pro správné gastrulační pohyby u těchto druhů.
Kromě hlubšího pochopení fyziky biologických procesů, otevírají tyto výsledky také nové pohledy na to, jak se mohla gastrulace vyvíjet v průběhu evoluce. „Navzdory tomu, že se jedná o klíčovou událost raného embryonálního vývoje, která je společná pro všechny živočichy, je gastrulace velmi flexibilní, a dokonce i příbuzné druhy vykazují velmi rozdílné gastrulační pohyby,“ říká Pavel Tomančák. „Jak a proč se gastrulace mění tak rychle, je dlouholetou a fascinující záhadou evoluční biologie.“ Práce Drážďanského týmu poukazuje na lokální a regulovanou interakci živé tkáně s jejím ochranným prostředím jako na jeden z mechanismů, které přispívají k evoluci embryonálního vývoje organismů, včetně člověka. Studie je publikována v časopise Nature.
Münster S., Jain A., Mietke A., Pavlopoulos A., Grill S.W., Tomancak P. (2019) Attachment of the blastoderm to the vitelline envelope impacts gastrulation of insects Nature Vol 568 (7752), 395–399
Pavel Tomančák (MPI-CBG)