Op het gebied van de ontwikkelingsbiologie is het van het grootste belang om te begrijpen hoe lichaamsassen tot stand komen tijdens de embryonale ontwikkeling. Een team van onderzoekers onder leiding van professor Hiroki Asakawa van het Instituut voor Moleculaire Embryologie en Genetica van de Universiteit van Tokio heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt op dit gebied door een nieuwe factor bloot te leggen die een cruciale rol speelt bij de vorming van de kop en de staart bij embryo's van gewervelde dieren.

Tijdens de vroege stadia van de embryonale ontwikkeling vindt een proces plaats dat gastrulatie wordt genoemd, waarbij de drie kiemlagen – ectoderm, mesoderm en endoderm – worden gevormd. De kop en de staart van het embryo beginnen tijdens dit proces vorm te krijgen, en het is bekend dat een signaalmolecuul, bekend als Nodal, bij deze cruciale stap betrokken is.

In hun onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications, concentreerde het onderzoeksteam zich op een specifiek eiwit genaamd Cripto, waarvan bekend is dat het interageert met Nodal. Het is ook bekend dat Cripto een rol speelt bij de regulatie van celadhesie en -migratie. Door het gedrag van Cripto in zebravisembryo's te analyseren, ontdekten de onderzoekers dat het een uniek lokalisatiepatroon vertoonde in de regio's van de kop en de staart, waar de vorming van de lichaamsassen plaatsvindt.

Nader onderzoek wees uit dat Cripto essentieel was voor de goede kop- en staartvorming bij zebravisembryo's. Wanneer de functie van de Cripto werd verstoord, werden ernstige defecten in de ontwikkeling van deze lichaamsassen waargenomen. Bovendien ontdekten de onderzoekers dat Cripto interageert met een ander eiwit genaamd Smad7, waarvan bekend is dat het de Nodal-signalering remt. Door deze interactie te verstoren, bevordert Cripto de knooppuntsignalering, wat cruciaal is voor de juiste ontwikkeling van kop en staart.

Professor Asakawa legt de betekenis van hun bevindingen uit:"Onze studie onthult het belang van Cripto bij het vaststellen van de lichaamsassen van gewervelde dieren. Door de dynamische lokalisatie van Cripto en zijn rol bij het reguleren van knooppuntsignalering te onthullen, hebben we een dieper inzicht gekregen in de complexe moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de fundamentele processen van embryonale ontwikkeling. Deze kennis kan leiden tot nieuwe inzichten in ontwikkelingsstoornissen en potentiële mogelijkheden bieden voor therapeutische interventies.

De ontdekking van de rol van Cripto bij de vorming van kop en staart draagt ​​niet alleen bij aan het vakgebied van de ontwikkelingsbiologie, maar benadrukt ook het ingewikkelde samenspel van signaalmoleculen en hun regulerende mechanismen bij het vormgeven van de architectuur van het zich ontwikkelende embryo.