Language
Country/Area
No result found
Sức mạnh của cảm ứng: Tại sao tế bào phôi thay đổi nhau?
Trong giai đoạn đầu của sự sống, vô số tế bào thực hiện các hoạt động phức tạp và bí ẩn bên trong phôi thai, một quá trình được gọi là hình thành ống thần kinh (hình thành tế bào thần kinh). Mọi thứ bắt đầu khi dây sống thúc đẩy ngoại bì hình thành một tấm thần kinh dày, sau đó sẽ chuyển thành ống thần kinh và cuối cùng là tủy sống và não, tạo nên hệ thần kinh trung ương. Chuỗi thay đổi này không diễn ra ngẫu nhiên mà chịu ảnh hưởng của quá trình cảm ứng và truyền tín hiệu giữa các tế bào.
"Quá trình đóng ống thần kinh thay đổi đáng kể ở nhiều loài. Có những cơ chế và quy định phức tạp đằng sau quá trình này."
Quá trình tạo ra tế bào thần kinh bắt đầu từ đầu những năm 1800, khi các nhà khoa học bắt đầu khám phá cách các tế bào ảnh hưởng lẫn nhau. Trong nghiên cứu năm đó, một loạt các thí nghiệm đã chứng minh khái niệm cảm ứng, một khái niệm vẫn còn có giá trị trong sinh học phát triển hiện đại. Đặc biệt, công trình của Hans Spemann và học trò của ông là Hilda Mangold, những người đã sử dụng mô ngoại bì từ phôi ếch sơ sinh cho các thí nghiệm cấy ghép, đã chứng minh rằng các mô cụ thể có thể khiến các tế bào xung quanh chuyển đổi thành mô thần kinh.
Khi nghiên cứu tiến triển, các nhà khoa học phát hiện ra rằng nhiều yếu tố có vẻ không liên quan, chẳng hạn như độ pH và một số hóa chất, cũng có thể đóng vai trò là yếu tố cảm ứng, chứng tỏ cơ chế cảm ứng phức tạp hơn nhiều so với những gì ban đầu người ta nhận ra. Quá trình này liên quan đến sự tương tác của gen và các phân tử tín hiệu, và nhiều yếu tố tăng trưởng, chẳng hạn như protein hình thái xương (BMP), cũng đóng vai trò quan trọng. Những nghiên cứu như vậy tiết lộ cách các tế bào hợp tác với nhau thông qua nhiều con đường truyền tín hiệu để điều chỉnh hình dạng và chức năng của chúng.
"Những thay đổi về hình dạng tế bào, chẳng hạn như quá trình thắt chặt đỉnh, rất quan trọng đối với sự hình thành ống thần kinh."
Quan sát sâu hơn các tế bào trong đĩa thần kinh cho thấy cấu trúc của chúng thay đổi đáng kể sau khi cảm ứng, trở thành các tế bào hình trụ cao. Những tế bào này có thể được phân biệt rõ ràng với các tế bào biểu mô xung quanh dưới kính hiển vi. Sự thay đổi hình dạng này chủ yếu xảy ra thông qua hoạt động phối hợp của các vi ống và actin bên trong tế bào, khiến tế bào mở rộng ra ngoài và hình thành hình nón cụt. Quá trình này được gọi là "co thắt đỉnh". Khi tấm thần kinh gấp lại, các rãnh thần kinh và nếp thần kinh được hình thành. Những nếp gấp này cuối cùng hợp nhất ở đường giữa để tạo thành ống thần kinh.
Tuy nhiên, quá trình đóng ống thần kinh không diễn ra một lần mà bắt đầu từ mặt lưng và lan sang hai bên, kèm theo sự hình thành nhiều điểm đóng. Sự thành công của quá trình này phụ thuộc vào sự điều hòa các phân tử kết dính tế bào và sự hình thành điểm bản lề giữa ở đĩa thần kinh do áp lực từ bên ngoài biểu mô, buộc hai bên nếp gấp thần kinh di chuyển lại gần nhau hơn. Câu hỏi đặt ra là tại sao đôi khi lại xảy ra khuyết tật ống thần kinh?
"Các khuyết tật ống thần kinh là một trong những khuyết tật bẩm sinh phổ biến nhất và điều này chắc chắn đã thu hút rất nhiều sự chú ý và nghiên cứu."
Sự hình thành các tế bào mào thần kinh cũng rất quan trọng trong quá trình này. Những tế bào này tách ra khỏi rìa ống thần kinh và di chuyển xa hơn đến các phần khác nhau của phôi, nơi chúng sẽ phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau, bao gồm tế bào thần kinh và tế bào sắc tố trong hệ thần kinh ngoại biên. Điều này cho thấy rằng quá trình cảm ứng giữa tế bào với tế bào không chỉ ảnh hưởng đến sự hình thành cấu trúc mà còn quyết định sự đa dạng của các loại tế bào.
Tuy nhiên, sự đóng lại của ống thần kinh vẫn chưa được hiểu rõ hoàn toàn. Cơ chế đóng mở khác nhau tùy theo loài. Ở động vật có vú, sự đóng ống thần kinh thường được thực hiện bằng sự phối hợp nội bộ của một số điểm đóng tiếp xúc với nhau. Tuy nhiên, ở loài chim, nó thường bắt đầu từ một điểm duy nhất ở não giữa và di chuyển về phía trước và phía sau. Những khác biệt này làm phức tạp thêm hiểu biết của chúng ta về sự hình thành ống thần kinh và đặt ra những thách thức mới cho việc khám phá trong tương lai.
Khi nghiên cứu tiếp tục được đào sâu hơn, chúng ta cũng dần hiểu rõ hơn về quá trình hình thành ống thần kinh, điều này đã thúc đẩy việc nhận dạng và nghiên cứu nhiều loại khuyết tật ống thần kinh khác nhau, tất cả đều nhằm mục đích hiểu rõ hơn về bí ẩn nguồn gốc sự sống. Đối mặt với một quá trình sống phức tạp và tuyệt vời như vậy, chúng ta không khỏi tự hỏi, lực cảm ứng giữa các tế bào sâu sắc và rộng lớn đến mức nào?
