Verenkierron käynnistyminen kuvattu kehittyvillä seeprakala-alkioilla

Elimistön kehittyminen hedelmöittyneestä munasolusta valmiiksi yksilöksi on mysteeri, jota tutkitaan kiivaasti. Nyt on ensimmäistä kertaa pystytty dokumentoimaan verenkierron käynnistyminen seeprakaloilla kuvaamalla samanaikaisesti sekä verta että verenkiertoelimistöä.

Fluoresoivia seeprakala-alkioita käytetään paljon kehitysbiologiassa ja geenitutkimuksissa. Erityisellä tekniikalla jopa alle parin millimetrin pituisista alkioista pystytään kuvaamaan reaaliaikaisesti eri elinten kehittymistä.

Kioton yliopiston tutkijat osoittivat, että kun veri ensimmäisen kerran aloittaa virtaamisensa, kaikki sadoissa soluissa tapahtuvat muutokset tapahtuvat yhtä aikaa.

”Verenkierron käynnistyminen vaatii muutakin kuin pumppaavan sydämen”, sanoo tutkija Atsuko Sehera-Fujisawa Kioton yliopistosta. – Itse asiassa punasolut pysyvät verisuonten seinämissä aluksi kiinni, jopa sen jälkeen kun sydän on aloittanut pumppaamisensa. Mutta kun suurin osa muualla muodostuneista punasoluista lopulta pääsee verisuoniin, ne vapautuvat verenkiertoon lähes samanaikaisesti. Tämä tapahtuu eräänlaisten molekyylisaksien avulla. Ilman kyseistä molekyyliä, ADAM8-nimistä proteaasientsyymiä punasolut eivät pääsisi irti verisolujen seinästä”, kuvaa Sehera-Fujisawa havaintojaan.

Mutta miksi verisolut eivät vain lähde virtaamaan plasman mukana verisuonen onteloon saapuessaan, vaan tarvitsevat erityisen entsyymin vapautuakseen? Tutkijoilla on tästä jo joitakin arvauksia. ADAM8-entsyymin avulla on ilmeisesti mahdollista säädellä, mitkä verisolut lähtevät ja mitkä jäävät paikoilleen. Se voi myös estää verisoluja lähtemästä liikkeelle liian aikaisin. Jos verisuonet eivät olekaan vielä riittävän kehittyneet, se voi ehkäistä verenvuotoja. Tai estää virtauksen pysähtymistä, jos plasmatilavuus ei olekaan vielä riittävän suuri suhteessa sydämen lyöntiin. Voi myös olla, että verisolut tarvitsevat virtaavaa plasmaa kypsyäkseen lopulliseen muotoonsa.

ADAM8- entsyymiä on löydetty myös aikuisen ihmisen verenkierrosta suuriakin pitoisuuksia, ja sen toiminnan selvittäminen voi tuoda mukanaan sovelluksia lääketieteeseen.

(Yle Tiede, Current Biology, 3.5.2010)