1

.ר.ד

25.2.07, אריה-ניסים בן . ביולוגיה התפתחותית- תהליכים בהתפתחות עוברית

אורגניזם מורכב ממספר איברים . שמתפקדים יחד, איברים מורכבים מסוגי תאים שונים

. ומערכות

אלא גם להוליד , והייצור מצליח לא רק לשרוד, ביצית מופרית-אורגניזם נוצר מתא אחד . צאצאים

בעידן . אמבריולוגיה- ולייתר דיוק, יה ההתפתחותית התחילה מלימודי אנאטומיהמחקר הביולוג

ביוכימיה,היסטולוגיה, המודרני כדי להבין את האמבריולוגיה והאנאטומיה צריך לדעת גנטיקה . פתולוגיה ומדעים רבים נוספים, ביואינפורמטיקה, )ביולוגיה מולקולארית(

:השלבים בהתפתחות עובר הפריה )1 )לבלסטולה(למה הת )2 השרשה )3

על ידי הזרעון (לאחר ההפריה . הביצית מושכת אליה את הזרעונים באמצעות חומרים כימיים

ביצית כזו לא (מתרחש תהליך שמונעים הפריה על ידי יותר מתא זרע אחד ) ביותרהמוצלח . והתותון מתחיל להתפתח בדרך שבין החצוצרה לרחם, ההפריה מתרחשת בחצוצרה). תשרוד

גרעיניםלאחר ההפריה ה). השוטון נשאר בחוץ( הראש של תא השרע נכנס -ברגע ההפריה בצורת - ")תותון", morula (מורולה ויוצר תמתחלקהזיגוטה בשלב זה . זיגוטהמתמזגים ונוצרת ה

לאחר מספר מחזורי . ) מספר גרעינים בציטופלזמה אחת- התאים עדיין מחוברים אחד לשני (כדורת על ידי ההתלמה מתרחש). blastula(לבלסטולה ) cleavage(ה עוברת התלמה חלוקה המורול

התאים מתפזרים כך - ")הכדור"שבתוך (על מנת לאפשר מעבר מזון לתאים הפנימיים . מיטוזה ). וכך ניוטריינטים יוכלו להגיע בדיפוזיה גם לתאים הפנימיים(שיש באמצעם חלל

הוא מצמיח שורשים ומתחבר לגופה - )implantation ( רק בשלב זה העובר עובר לרחם- קיםביונ . ויוצר את השליה, מתחבר לתאי הדם של האשה, נכנס לתוך דופן הרחםהוא . של האם

. על מנת לעבור מכדור לצורה עוברית צריך לקבוע את צירי הגוף

). בטההנ, germination( שכבות שונות 3 - מתפתח ל- שכבות3שהיה בעל , חלולעגול ההעובר המשלושת השכבות האלו עתיד להתפתח כל . מזודרם ואנדודרם, שלוש השכבות הם אקטודרם

והוא נקרא , שינוי בביטוי הגנים בין התאים-בשלב זה יש התמיינות מאד ראשונית. הגוףspecification ,מכיוון שגורל התאים נקבע כבר בשלב הזה.

ודרם מפתח חלק מהאיברים הפנימיים המז. העצבים' האקטודרם מפתח את האפידרמיס ומע . וגם האנדודרם, )כליות ורקמת חיבור, לב(

ליצירה של -בשלב השני של הגאסטרולציה יש תנועה של תאים מהמזודרם והאנדודרם פנימההפלות ספונטאניות יכולות . זהו הפתח הראשון בכדור- ונוצר גם פתח אל העולם החיצון, איברים

. אסטרולציהלפעמים להיגרם מכשל בג

ומסתיים בגיל , זה מתחיל בטרימסטר הראשון של ההריון-האיברים מתחילים להתפתחבשלב זה . אצל נשים תאי השד מתמיינים סופית רק לפני ההנקה. הבגרות

שעתיד להתפתח למוח ולעמוד ( צינור העצבים -ח הוא מערכת העצביםתהאיבר הראשון שמתפ

.יחד איתו הגוף מתארך). השדרה הריאות של פג עדיין -האיברים מתפתחים בשלבים. בשלב הבא נוצרים כבר סוגי התאים השונים

ברגע שנכנס חמצן לריאות בפעם . הן זקוקות לציפוי של חומר שמונע את קריסתם-לא מוכנותהבכי הראשון מוציא נוזלים . ולא ברחם, הראשונה ייצור הגלובין משתנה ומותאם לחיים בחוץ

. אחד המחיצות בלבוזה סוגר את , מהריאות

2

.ר.ד

:וטרמינולוגיה, צירי הגוףdorsal-גב

ventral-גחון anterior- קדמי )cranial-גולגלתי () rostral-בעופות; מקורי(

posterior- אחורי )caudal-זנבי (

lateral-רחוק, צידי medial - קרוב למרכז, קו האמצע( אמצעי(

superior-מעל inferior-חתון ת

. וזה יוצר דופן, גב- הוא בטןanterior-posteriorרק באדם הציר

1.3.07, אריה-ר ניסים בן"דModel organisms

והתפתחותן (לעקוב אחרי ההתפתחותמכיוון שבהם קל יותר , משתמשים בחיות מודל פשוטות לבצע מניפולציות בכל מין אחר ניתן- כיון שמדובר בחיות שונות. )דומה למדי לאלו של בני האדם

. שונות והשוואות מערכת העצבים המרכזית עוברת דווקא בצד -חרקב. לחרקים אין עמוד שדרה, בניגוד לחוליתנים

שכבות 3 הם דומים לחוליתנים בכך שיש להם -למרות זאת). ולא בגב כמו בחוליתנים(של הבטן . ולשניהם יש חלל, נבט

למרבה . hux משפחה של גנים אחד אחרי השני ממשפחת בראשית המחקר גילו בגנום הדרוזופילהוככל הנראה זה , מסודרים בהתאם למקום שבו הם מתבטאים בציר הגוף גנים אלו - ההפתעה

גנים דומים גם עם התקדמות המחקר גילו . בבקרה על הביטוימעיד על כך שיש לסדר חשיבות, העובדה שיש חשיבות לסדר הגנים עצם - גילויים אלו הפתיעו את החוקרים2. באדם ובעכברים

.כה שונים אורגניזמים 2ועצם העובדה שיש דמיון בין

The Seven Ages of Man William Shakespeare

All the world's a stage, And all the men and women merely players, They have their exits and entrances, And one man in his time plays many parts, His acts being seven ages. At first the infant, Mewling and puking in the nurse's arms. Then, the whining schoolboy with his satchel And shining morning face, creeping like snail Unwillingly to school. And then the lover, Sighing like furnace, with a woeful ballad Made to his mistress' eyebrow. Then a soldier, Full of strange oaths, and bearded like the pard, Jealous in honour, sudden, and quick in quarrel, Seeking the bubble reputation Even in the cannon's mouth. And then the justice In fair round belly, with good capon lin'd, With eyes severe, and beard of formal cut, Full of wise saws, and modern instances, And so he plays his part. The sixth age shifts Into the lean and slipper'd pantaloon, With spectacles on nose, and pouch on side, His youthful hose well sav'd, a world too wide, For his shrunk shank, and his big manly voice, Turning again towards childish treble, pipes And whistles in his sound. Last scene of all, That ends this strange eventful history, Is second childishness and mere oblivion, Sans teeth, sans eyes, sans taste, sans everything.

3

.ר.ד

Drosophila melanogaster) זבוב הפירות:( :מחזור חייו

egg - ביצה larva - זחל pupa -גולם adult - בוגר

. השינויים שעוברים על הדרוזופילה הם מאד מהותיים-בניגוד לבני אדם )?כשבמחזור חיים חסר החרק בוקע בצורתו הבוגרת( מלא וחסר - מחזורי חיים2לחרקים יש

. יש דומה ויש שונה בהשואה למחזור החיים של האדם- לשלבי ההתפתחותחשוב לשים לב

תהליכים הבאים אורכים מספר ימים ה. שעות3 - מההפריה ועד לגאסטרולציה התהליך אורך כ ).שעות וימים, דקות: חשוב לשים לב לסקאלות של הזמן(

קל . שלוהעוברית הדרוזופילה נחקרה הרבה עוד לפני המחקר על ההתפתחות : ותיתרונ טכניקות פיתחו לגביוו, )מאכילים אותם בתמצית תירס ושמרים(גדל אותם במעבדה

.גנטיות ומולקולאריות מתקדמותהמידע שנרכוש יתאים בעיקר . הדרוזופילה עדיין רחוקה מאד מבני האדם: חסרונות

. אבל באדם זה עלול להיות שונה, לחרקים אחרים

הפיתוח של הטכניקות של המחקר אלא גם בתהליך , חיות המודל שימשו לא רק במחקר שלהם . הגנומי

אלו אזורים שמהם עתידים . imaginal dicsc אזורים המכונים larva -אנחנו יודעים לזהות ב

ו להפעיל את הגנים האלו שלא אנחנו יכולים גם להשתיק א. איברי הגוף השונים בבוגרלהתפתח ו יכולים לזהות לא בכל הייצורים אנחנ. בזמנם

4

.ר.ד

. מיצרים באקראי מוטאנטים תהליך שבו -screening geneticsבדרוזופילה אפשר גם לעשות הסתכל על הפרט הבוגרבאופן זה אפשר ל

ניתן מים בריכוזים מסויי). EMS) ethyl methane sulfonateאת המוטציות משרים באמצעות . לחומר ולייצר בהם רק מוטציה אחת) זכריים(לחשוף תאי זרע . חומר שמעודד יצירת מוטציות- מוטגן . חומר שמעורר פרוליפרציה של תאים- מיטוגן

שכללו את השיטה עם הגילוי של , מכיוון שהיה קצת קשה למצוא מוטציות של בסיס אחד בגנוםעשו היברידיזציה בשלב ראשון .טרנספוזומיםב עברו להשתמש סמנים מיוחדים ולאחר מכן

רצפי , בשלב ראשון. ואותם קל יותר למצוא מאשר את המוטציה, P-element שמכילים לזבובים בזכותו פיתחו בשלבים מתקדמים יותר כשלמעשה , PCRשימש כאתר להתחלת P-element -ה

עושים ליגציה ומייצרים , םמקטעים קצריאת הגנום לחותכים שבו , inverse-PCR -את שיטת ה .p-element - נמצאים בprimers -מהם פלסמידים כשאתרי ה

פרומוטור -heat shockכמו (אפשר ליצור זבוב טרנגני על ידי הכנסת פרומוטורים שעברו שינוי

). לאחר שוק תרמישעובר ביטוי

-ב. מוטציות שונותנסגניים היא לייצר ספריה של זבובים עםאחד המטרות בייצור זבובים טר . בקרת גנים בשלבי ההתפתחות העובריתנובל על מחקר שלהם בתחום חוקרים בפרס 3 זכו 1995

Galus galus- Chick:

שבועות עד לבקיעה 3יש . והיא מוטלת בשלב הגאסטרולציה, הגאסטרולציה מתרחשת תוך יממה .ועוד חודשיים לקבלת העוף הבוגר, של האפרוח

. לחקור את התפתחות הגפייםעופות אפשרו

5

.ר.ד

תח עושים בביצה פ(קל לראות את העובר .)לא ברחם(העובר נמצא מחוץ לגוף : יתרונות כדי לאפשר לראות את - יש אפילו צביעה ניגודית. ואפשר ממש להסתכל עליו, שקוף

להשתיל אותו ברקמה , אפשר להשתמש בגרגר ספוג בחומר. העובר כשהוא שקוף מדי). בהתפתחות הגפייםretinoic acidאת החשיבות של , למשל, באופן זה גילו(העוברית

ולהוציא מהם אזורים מסויימים ולעקוב אחר , בעובר של עוףניתוחיםאפשר לעשות בכל שלב התארכות העובר -הם ממשיכים להתפתח בצורה עצמאית(התפתחותם

). מתפתחים איברים אחריםאנחנו יכולים לשנות את . רבים למניפולציה של עופותאין לנו כלים גנטיים : חסרונות

. knock-out אי אפשר לעשות .אבל לא את הגנום, ביטוי החלבונים

העובר ומזריקים אותו לתוך , ב"מכינים פלסמיד עם פרומוטור וכיולתוך עוף להשתיל גן אם נרצה ניתן לנצל תכונה זו ; יזורם לכיוון החיוב יש מטען שלילי והוא DNA -ל. המתפתח בתוך הביצה

אלקטרופורציה מאפשרת להכניס .לתוך התאים נכנס DNA - על ידי פולס חשמלי ה-גם בעוברים DNAהשתקה של גנים מתרחשת באמצעות הכנסת ). לחציו(גנים רק לחלק אחד של העובר

antisenseוהשתקה של הגן הרצוי, לתוך התאים .(

C. elegans) Nematode:( . אורך מספר שעותתהליך הגידול שלו . ודלים על צלחות פטריהתולעים מג

החל C. elegans -השימוש ב, שלא כמו דרוזופילה שנחקר במשך מאתיים שנה: יתרונות ניתן לראות את ההתפתחות שלהם -הודות לעובדה שהם שקופות, לפני כעשור . הגנים ידועיםגם כאן כל. העוברים קטנים עם אנאטומיה פשוטה וקבועה. במיקרוסקופ

. ההתפתחות מאד פשוטה: חסרונות ואנחנו יודעים בדיוק איזה תאים נמצאים בכל שלב , גילו שלכל חיה יש בדיוק אותו מספר תאים

ומהם ניתן למפות , P1 - וABמהביצית המופרית מתקבל : אנחנו יודעים כיצד הן נוצרות. ושלבשמתא אנחנו יכולים לדעת . EMS - וABp ,ABa ,P2 - תאים4יש שלב של . תא ההתפתחות בדיוק

P2 לתוכואפשר אפילו לעקוב אחריו באמצעות הזרקה של צבע ( יתפתח המעי - GFPאו, )ב" וכיו מתא P2אם נביא ). בחיה כזו לא יתפתח מעי(באמצעות לייזר ממוקדת ניתן גם להרוס אותו

צביעה זיכו את השתמשו ב מחקרים שבהם 2002בשנת . יתפתח כרגיל) ושאר הגוף( המעי -אחר . החוקרים בפרס נובל

8.3.07, אריה-ר ניסים בן"ד, אין צורך להתעמק מעבר לרמה של השיעור. Wolfortהפרק של חיות מודל נלקח מהספר של

. אולם מומלץ לעבור על הדברים גם בספר

.נו על אחת מחיות המודל עליהן דיבר)refלציין (ל נתון מעניין"להגיש בדוא: מטלה

:חומר לתרגול שיטות )1 גלגול מלא וחסר )2

,blotting(התרגיל הראשון עוסק בשיטות למחקר ביולוגיה מולקולארית וביולוגיה התפתחותית

PCRו) עבודה עם נוגדנים על עוברים(בנוסף נעבור על אימונוהיסטוכימיה ). ב" וכיו- in situ fertilization .

Xenopus-צפרדע : , מהמורולה לראשן לוקח מספר ימים. שעות20 לוקח -גאסטרולציה ומורולה, התלמות, מהביצית

. חיים- דו- הצפרדע היא אמפיבית. ההתפתחות היא מהירה. יום מקבלים בוגר60ותוך אורח -לצפרדעים יש שיעורי הישרדות גבוהים אחרי ניתוחים. הביציות גדולות: יתרונות

).מים(קל לגדל אותן . ית בפני זיהומיםמקנה לה עמידות טבע) בביצה(החיים שלה אי אפשר ליצור -אולם לא הרבה, אפשר ליצור מניפולציות גנטיות מסוימות-חסרונות

. עדיין רחוק מבני אדם. שינחילו תכונות לדור הבאknockoutצפרדעים או DNAאפשר להזריק לתוך הביצית . משתמשים בביצית של הצפדע בתור מבחנה משוכללת

RNA . ולהציב את החלבון הפעיל על הממברנה, )נכון(הצפרדע יכולה לייצר את החלבון .

6

.ר.ד

חלבונים כאלו יכולים להיות רצפטורים . ייצר חלבונים ממברנאליים פעיליםבחיידקים לא ניתן ל מסיבה זו משתמשים בביציות גם במחקר פיזיולוגי של . לדוגמה, תעלותאו

Fish) דג הזברה:(

לאחר מכן יש אורגאנוגנזה , )שעתיים(ההתלמות מתחילות אחרי הגאסטרולציה . הם דגים קטניםבניגוד לחרקים , כאן יש אורגאנוגנזה. יום90הגעה לבגרות אחרי ). תוך יומיים(ומתקבל פרט בוגר

. העובר מתפתח כשהוא רוכב על שק החלמון. מטמורפוזהולצפרדעים שבהם יש

מיטוכונדריות וחומרים שונים , שהיא מכילה חומרי מזוןמכיוון, גדולה יותר מזרעיםהביצית החלוקה מתרחשת -התאים הולכים ונעשים קטנים יותר) החלוקות(בשלב המורולה . שאין בזרע

הביצית צריכה להיות בגודל מסויים שיאפשר את הקיום של . והביצית לא משנה את גודלה . לפני שהם מתחילים לגדול- התאים האלו

ניתן להזריק לזכרים חומרים . screeningוכאן אפשר לעשות , יצה את הדגיגים למיםהנקבה משרולקבל בדור ,ואז נוכל להרבות אותם , זה יגרום לתאי הזרע שלהם להיות מוטאנטיים, מוטגניים . פנוטיפים מסוימים) אחרי הכלאה הטרוזיגוטית(השלישי . ם ומולקולארייםיש כלים גנטיי. עובר שקוף. קל לקבל הרבה: יתרונות . זה עדיין רחוק מיונקים. המים צריכים מערכות אוורור וסינון: חסרונות

:עכבר

גם סוסים וגם , גם בני אדם-למעשה. משלב מוקדם העובר נראה כמו משהו שהולך להיות עכבר . בעלי חיים אחרים דומים מאד לעכבר בשלביו המוקדמים

היא חזרה על ) האונטוגנזה-הייצור עצמו(התפתחות המין . האונטוגנזה היא חזרה על הפילוגנזהאופן מהיר את כל שלבי האבולוציה העובר עובר ב-כלומר). כל הפילום(התפתחות הפילוגנזה

.בעובר אדם יש התחלה של זנב וזימים -לדוגמה, המוקדמים יותר

8 - גאסטרולציה. ים ימ4 - השרשה בדופן הרחם. יומיים= בלסטוציסט. יום19הריון העכבר נמשך . יום העובר נולד19 ולאחר 12 -ביום המתחיל תוח המערכות יפ. ימים

, עיקר ההתפתחות האנושית היא בשליש הראשון להריון-באדם ההתפתחות איטית הרבה יותר . ובשליש האחרון העובר בעיקר גדל

.תחיםיש כלים מולקולאריים וגנטיים מפו, הגנום פוצח במלואו, יונק: יתרונות צריך (ועלות החזקתם יקרה , )יש התקדמות במחקר(מניפולציות גנטיות אינן קלות

). והם אוכלים יותר מדרוזופילה, אווירה סטריליתכדי להסביר את המגוון . קטן מכפי שציפינוהביאה להכרה שמספר הגנים , פיצוח הגנום האנושי

RNAחתיכות (RNA ,miRNA של השתקה, alternative splicing ,RNA editingהגדול יש

7

.ר.ד

, גורמת לרמה נוספת של מורכבות-יצירה של קומפלקצים שונים, )שמבקרות בקרה של גנים . ומודיפיקציות היסטוניותDNAמתילציה של

חלק מהמוטאנטים. spontaneous induced - סוגים של עכברים טרנסגניים2יש

והם נמכרים עד היום , 19 -דול עכברים במאה החוות לגיהספונטאניים נמצאו על ידי בעלי אלו ). סביבון (dradleידוע שנקרא ספונטאני יש מוטאנט . )ב"סניליים וכיו, עכברים קירחים(

). כדי לבדוק זאת צריך לזווג אותם(לא בהכרח כל בעיה היא גנטית אבל . מסתובבים סביב עצמם . זיהום באוזןבעיית סחרור יכולה להיות

השיטה הנפוצה היא על ידי החזקת הביצית באמצעות . עכבר שהחדירו לו גן זרנסגני הוא עכבר טר

החומר . מחט זעירהוהזרקה של חומר גנטי עם , לחץ שמקבעת את הביצית- פיפטה שיש בה תת . לגנום באקראיהגנטי שהוזרק עובר אינטגרציה

- לדוגמה. של התוצר החלבוניניתן לגרום לביטוי אקטופי , באמצעות שימוש בפרומוטור ספציפיהורמון הגדילה להתבטא תגרום ל, שלפניו פרומוטור עכברי לאלסטאזhGHבאמצעות הזרקה של

באמצעות כלי כזה ניתן לענות על שאלות שבהם מבטאים הורמונים במקום לא . בלבלב של העכבר . אבל זה אפשרי-דיכוי ייצור קצת יותר מורכב). בעוצמה גדולה יותר(או בכמות שונה , נכון

-ניתן להשתמש גם בפרומוטורים מורכבים יותר. בשיטה כזו הפרומוטור שולט על ביטוי הגןצריך לייצר כמה שורות תאים מכיוון שאנחנו לא ). שניתן לשתות אותם(שמגיבים לחומרים שונים

נכנס ליד או אולי הוא , אולי הוא השתיק גן אחר או נכנס באופן פגום(לאן הוא נכנס יודעים . ולחפש את התכונה אצל כולם, )רפרסור

יכולת הכיוון דרשה . צריך לכוון את המניפולציה הגנטיתknock-outביצירה של עכברים

והם inner cell mass -בבלסטוציסט יש את ה. התפתחות של המחקר בתאי הגזע העוברייםבראשית . ל על צלחות פטריולגד, תאים אלו ניתן להוציא. התאים שמהם מתפתח העובר כולו

אולם היום , )שהפרישו חומרים מסייעים(תומכים המחקר היה צריך לגדל אותם על מצע תאים . במקום להשתמש בתאים, ניתן להוסיף אותם למצעו, חומרים אלו כבר ידועים

ולאחר מכן אנחנו מייצרים , אנחנו צריכים להחליט איזה חלק אנחנו מוציאים-ראשית

construct .ה- construct לעודד רקומבינציה ולאחר מכן , עמידות לאנטיביוטיקה צריך להכיל גןואם הוא , negative selection marker יש גם positive selection marker -בנוסף ל. הומולוגית

תאים שהרצף הזה נמצא בגנום ). אלא אינטגרציה(לא התרחשה רקומבינציה הומולוגית נוכח . רוציםלאו שאנחנו הם אל-שלהם

8

.ר.ד

הוא הדור הראשון. הריון-לאחר הטיפול מזריקים את התאים לעכברה שנמצאת במצב דמוי -כלומר תאי ה. ולחק מהם לא, מתאם שקיבלו את הגןחלק מהתאים התפתחו מכיוון ש, כימרי

ESהם הטרוזיגוטים .

נמצאים גם ברקמה ES cells -אנחנו מניחים שחלק מה. הופכים לבלסטוציסטES - תאי הלזווג אותם עוד הומוזיגוטים צריך כדי לקבל עכברים ). germline cells(ת את הגמטות שמייצר . פעמיים

זה עכבר .למיקום ספציפי, גן ספציפיאלו עכברים שבהם הכניסו . knock-inיש גם עכברי

מבלי להרוס , חלבון לזנב שלGFP ניתן אפילו לחבר -אולם ההחדרה היא מאד ספציפית, טרנסגני פעמים רבות מחליפים -לדוגמה; knock-in וגם knock-outעושים , לרוב. את מסגרת הקריאה .אלא גם איפה, וכך יודעים לא רק מה צריך להתבטא, את החלבון בגן מדווח

DNA - והוא חותך את ה, cre-recombinaseהאנזים נקרא . cre-loxדוגמה מצויינת היא מערכת

לגנום על גבי וקטור מחדירים קטע כזה . הוא נחתך-עם ההפעלה של האנזים. loxבאתרי ניתן לטפל בתאי הגזע . שמכיל אתר עמידות לאנטיביוטיקה, באמצעות רקומבינציה הומולוגית

מקטע להוצאה של המערכת יכולה גם לשמש - יתירה מכך. וכך להוציא את הגן, creבאמצעות אם נגביל . בגנום של העכברcreניתן לשים גם את החלבון . בחירתנועל פי , בכל שלב בחיי העכבר

עם creניתן להכליא את העכבר שהוא , )לדוגמה, כמו בבלוטת התימוס( לאיבר מסוים cre - את ה . conditional knock-outוכך לקבל , loxהעכבר שהוא

9

.ר.ד

11.3.07, אורי גתר "ד

:ההיסטוריה של ההתפתחות העוברית והוא נחשב לאבי ההתפתחות -יה מראשוני החוקרים בתחום ההתפתחות העובריתאריסטו האחד מתלמידיו המפורסמים היה . שלימד אותו באקדמיהאפלטון היה המורה שלו(העוברית

חרקים , טחבים שרכים, צמחים(אריסטו החל לדרג ולסווג את עולם החי ). אלכסנדר מוקדוןהוא אפילו הצליח לדעת (ווה לו מבחינת רמת ההבחנה רק לינאוס השת). ב"ובעלי חיים וכיו

הוא מאד התעניין בתופעת ). שלוויתנים ודולפינים הם יונקים בעלי דם חם שמוולידים . ההתפתחות

התצפיות הראשונות של אריסטו העלו שיש בעלי חיים שהעוברים שלהם מתפתחים מחוץ לגוף המעקב שלו הראה . )ב"יונקים וכיו, כרישים (וכאלו שנולדים בתוך האם) ב"לטאות וכיו, עופות(

-ו) חלוקה של כל התאים (holoblastic הוא טבע את המונח של -גם שיש תאים רבים שמתחלקיםmeroblastic) והוא שבר , עיקר המחקר שלו נעשה בביצים. חלוקהת של התאים סביב שק החלמון

הגיע למסקנה שההתפתחות היא הוא. ביצים בזמנים שונים וגילה שההתפתחות היא הדרגתיתתחים בצורה הדרגתית מבני העובר מתפ; )התפתחות על התפתחות= אפיגנזה (גנטית-אפי

. לולאה אחר לולאה- הוא המשיל את ההתפתחות לבניה של רשת דיג. והמשכית

עד - שנה2000איש לא פיתח את מסקנותיו של אריסטו באופן משמעותי במשך , י'מארפיגמארצלו החוקרים ברנסאנס היה אחד מראשוני . הרנסאנס

והוא , שמהסתכלות במיקרוסקופ הסיק שהעובר נמצא בצורה מושלמת בזרעאריסטו חשב (הבחינו שהזרע חיוני רק בתקופה זו . )פרפורמציה (גדל באם

בציורים מאז ניתן לראות את האקרוזום ). לעובר הוא מדם האםהמקור שבנקודת איחוי העצמות שבו שמדובר והם ח- )שלפוחית שמשמשת להפריה(

. בראשובו , שאדם נברא בצלמו של אלוהים-זה כמובן התאים להם להשקפה הדתית

. היו גלומים כל הדורות הבאים

הוא הבין שהכל יוצא . )William Harvey) 1651תורת האפיגנזה התגלה על ידי וא התעניין ה. הוא היה פיזיולוג שעסק בניתוחים. ex ovo omnia -מהביצהאיים של "- והוא גילה שהלב מתפתח מאזורים מסוימים שנראו לו כ- מאד בלב

. הוא ראה את ההדרגתיות בהתפתחות בעובר העוף". דם

. מוצאם מתא אחד-כל התאים השוניםהבינו ש) 1838(רק עם גילוי התאים

- עקרונות חשובים2טבע ) August Weisman )1883 חוקר בשם 19 -במאה הלאור זאת הוא הציג מודל של . וא הסיק שרק תאי הנבט רובעים מה יהיה הדור הבאההוא הבין שפגיעה . שכל התכונות של כל התאים שוכנים בגרעין-"דטטרמיננטות הגרעיניות"ה

אבל פגיעה בתאי המין יכולים לעבור גם , פרטבתאים הסומטיים יכולה להוביל לבעיה אצל השבתא הראשון גלומים כל הפנוטיפים ואלו (רון הדיפרנציאציה ההגעה לעק. לדורות הבאים

) מתמיינים עם הזמן לתפקידם הספציפי ומתחבאים עד הזמן שבו מכינים את הדור - לא עוברים דיפרנציאציה-הוא שיער שתאי המין

.החדש

הי ה-שבנוסף למיקרוסקופים טובים, Christian Panderחוקר חשוב נוסף הוא חוקר גרמני בשם 3לצבוע את העובר ולהבחין בין שאיפשר ) שהתפתח באותה תקופה (הכימינרחב בלו גם ידע נוצרים ממספר , לרוב, הוא קבע שהאיברים. הוא הראשון שזיהה גאסטרולציה. שכבות נבט ). או משכבת נבט אחת שהושפעה משכבת נבט אחרת(שכבות נבט

10

.ר.ד

:הוא עקב אחר ההתפתחות בצורה טובה למדי

-הוא הראשון שגילה את ה. Karl Ernst Von Baerבתחום הוא אחד החוקרים החשובים ביותר notochord) בנוסף לכך הוא ראה את הביצית של ). שנמצא אתל כל המיתרניים והחוליתנים

). עד תקופתו לא ראו זאת(היונקים הוא השווה בין .תרומתו הגדולה ביותר היתה דווקא מחוץ לתחום האמבריולוגיה הקלאסי

. דמיון בין כולם, בשלבים מוקדמים, הוא הבחין שיש. בשלבים שונים, של יצורים שוניםעוברים

דארווין קרא בעיון את . בהתפתחות העובריתשהאבולוציה מתבטאת על סמך זה הוא שיער

הם עקרונותיו . community in descent - שגילה דמיון בין המינים, Von Baerהמסקנול של : כדלקמן

מופיעים לפני המאפיינים הספציפיים יותר, המאפיינים המשותפים לכל הקבוצה )1, יש לו שלב לרווה -)stiella (דוגמא לכך ניתן להביא מהאיצטלנית. לקבוצות קטנות יותר

. המיתר היונקי מופיע בשלבי ההתפתחות הראשונית אצל כל המיתרנים. אבל הוא מיתרן . כבר בו יש חוליות-לראות אצל הזהרון ניתן -על אותו עקרון

. ולאחריהם הם מתמיינים לאיברים ייחודיים, המבנים הכלליים מתפתחים ראשונים )2אולם , הוא דומה אצל ייצורים בשלבי ההתפתחות הראשונים שלו; ניצן הגפה- לדוגמא

). כנפיים אצל עטלפים, ידיים בבני אדם(לאיברים יחודיים לאחר מכן מתפתח .אולם לא לשלבים המאוחרים שלו, ם דומים לייצורים אחרים בעלי אותו מוצאהעוברי )3

Ernstכמו , ואחדים אף עיוותו אותם, רונותיוהתעסקו רבים בעק Von Baerאחרי Haeckel- ב"ממבנים וכיוהתעלם , גדלים(הנתונים שעיוות את .(Haeckel היה אבי

11

.ר.ד

מפותחים יותר התקבלו מהוספה שהייצורים ההוא טען . תורת ההתפתחות הליניאריתני שממנה מפ- הזו היתה מאד מסוכנתהתורה. )liner transformism (של שלב עוברי

אלא אפילו בין , העור-לא רק בהבדלים שבין האדם הלבן לכהה(התפתחו רעיונות גזעיים ). האשה לאיש

:התמיינות ).Weismann) 1883רעיון הדטרמיננטות הגרעיניות נטבע על ידי , כאמור

הצדדים של אחת מהם היתה שכל אחד מ; שערות שלו ניתן היה לבדוק את הה19 - כבר במאה הזאת ניסה לבדוק ) 1888 (Wilhelm Rouxחוקר בשם . )בהתפתחות ( בעל אופי עצמאיהבלסטולה

.צדדיםשל אחד הבהתפתחות והוא ראה שיש עיכוב , על ידי הרג אחד התאים בבלסטולה

.נקרא מוזאיקה) שבו צריך את כל התאים כדי להגיע לייצור שלם(מנגנון זה

Hans Driesch) 1982 (כאן הוא הרג את . כדי לבדוק את אותו הדבר, קיפוד יםהשתמש בעובר שלמכאן נובע שיש . והוא קיבל עובר תקין) תאים2 שבו היו רק -בשלב מאד מוקדם(אחד התאים

. לקבל ייצור שלם גם אם פגענו באחד התאיםשבהם ניתן ) שלבים מוקדמים(מקרים

.תאים מסוימים מפצים על אובן של אחרים -מנגנון זה נקרא התפתחות רגולטיבית

12

.ר.ד

הוא .ניסויי הרכבהשניסה לעשות ) Hans Spemann) 1919גדול הנסיונאים באותה תקופה היה . רקמה של תאי עצבלקח אזור מהגאסטרולה שהיה אמור להתפתח לרקמת עור והשתיל במקומה

- היה שהתאים איבדו את ייחודיםSpemannהמסקנה של . במקרה זה הרקמה יצרה אפידרמיס ובשלב זה - וברי מתקדם יותרבשלב עחזר על הניסוי בשלב הבא הוא . גורל הסביבהל הם הסתגלוו

.ולא חזרו אחורה, הם נשארי תאי עצב

tiondetermina - וspecification -קביעת גורל תאיםלהמחשת העניין . נקראים ניסויים רקומבינציה) באמצעות הרכבה באותו עובר(ניסויים אלו

). מפת גורל(נמחיש את זה עם סכמה של עובר

Spemannהשלב . ואחרים היו מבדילים בין סוגי התאים באמצעות חומרי צביעה או מראה חיצוני גורלם של התאים - למרות ההשתלה. ינציה לא עבר דטרמBאזור מראה ש-הראשון המתואר לעיל

. לא נקבע

:דטרמינציההתאים עברו - היו מקרים שבהם הגורל נקבע- בשלב שני

13

.ר.ד

אם משתילים , במקרים אלו. אבל לא רגולציה, ספסיפיקציהישנם מקרים שבהם האזור עבר .להםאולם בבידוד הם שומרים על כיוון הגדילה ש, להסתגל לסביבתם הם יכולים-אותם

:שרשרת קביעת הגורל .ברוב הייצורים אלו הם הבלסטומרים הראשונים. יכולים להגיע לכל תא) naïve(תאי הגזע

specification- בשלב ראשון הם עוברים reversible commitment) אם משתילים אותם . זה נקבע על ידי דטרמיננטות ציטופלסמטיות). הם יכולים לחזור אחורהdetermination- irreversible commitment ,הם מאבדים את יכולתם ההפיכה .

תגובה לפקטורי גדילה , שינוי במבנה הכרומטין(השינויים כאן הם מולקולאריים .שינויים אלו לא תמיד נראים בעין בלתי מזויינת. מסויימים

differentiation- שיש להם תפקידים מוגדרים, תאים ספציפיים.

היא אופיינית . שבו גורל התאים לא משתנה-מתאפיין בספסיפיקציה עצמאיתדגם המוזאיקה היא נוצרת על ידי פיזור אסימטרי של הדטרמיננטות . ובעיקר לחסרי חוליות, לייצורים רבים

לדגם שמכווין אותם - שונה בבלסטומרים השוניםmRNAיש חלבונים או . הציטופלסמטיות . ואין פיצוי לבלטסטומר הרוס, א קבוע מראשגורל הבלסטומרים הו. התפתחות שונה

הגורל (גורל התאים משתנה בהתאם לסביבה . הדגם הרגולטיבי מתאפיין בספציפיות מותנית

. אולם קיימת גם בחסרי חוליות, היא אופיינים בעיקר לחוליתנים). פלאסטי ולא קבוע מראשיש פיצוי . התאיםגורלהמיקום היחסי של התאים ביחס לשכניהם הוא מה שקובע את

. לבלסטומאים שהלכו לאיבוד

15.3.07, אורי גתר "דאחד הגילויים החשובים ביותר בתולדות האמבריולוגיה נעשה על ידי האנס שפילמן גילה בעובר

הוא לקח 1924 -ב. כירורגיה-האנס שפילמן היה ממומחה במיקרו. מבנה מיוחד שנקרא המארגן התופעה שהוא גילה לא מתרחשת -היה לו הרבה מזל; האלפיםסלמנדרה מבריכות(עובר טריטון

הפתח דרכו נכנסים התאים כדי ליצור את (בלסטופורמעל ל. לפני גאסטרולציה) חיים- דובכל האת ו, העובר שהוא השתמש בו היה צבוע. השפה הדורסאליתיש אזור שנקרא ) שכבות הנבט

לאחר כמה ימים הם קיבלו ציר . ל עובר אחרש) ventral ( הגחון-צד השניההשפה הוא השתיל על היתה -למעשה נוצר ציר מוכפל. אבל במקום ההשתלה קיבלו עוד ציר, עובר רגיל ומלא אלא גם -האזור ההוא לא רק מתארגן - כלומר. ")תאומים סיאמיים (" הצדדים2 - גאסטרולציה מ

לדעת אילו תאים הגיעו הם יכלו -מכיוון שהם סימנו את התאים בשתל. מארגן אזורים אחרים . המארגןהאזור הזה הוא . ואילו מהם הגיעו מהרקמה החדשה, מהשתל

מולקולות אלו מופרשות "). יוצרי צורה ("מולקולות מורפוגניותהאחראים להשראת הארגון הם עדמרחק -בריכוזים שונים משפיעה אחרת(וימים והגרדיאנט משפיע על הסביבה מתאים מס

.המארגן מפריש מספר מורפוגנים שונים). בדת את האפקטיביותמסויים שבו היא מא

לגבי השלב הבא בהתמיינות היה וויכוח אם בבסיס ההתתפחות של התאים עומד הכרומטין או . דווקא בו טמון השינוי-ההשערה היתה שכיוון שהציטופלזמה שונה מתא לתא. בציטופלזמה

אחת . אלא גם את ההתפתחות-ק את התורשההגנטיקאים המהפכנים סברו שהגנים קובעים לא רהעוברים לא . שעשה הפריה כפולה של קיפודי יםTheodor Boveri) 19מאה (היה האיטלקי מהם

שיותר מדי כרומוזומים מעכבים את ובהסתכלות מיקרוסקופית הוא הבחין , התפתחו כראוי .ההתפתחות

היחס (המין נקבע לפי כרומוזומי הזוויג הבינו שNettie Stevens - וE.B. Willsonבאותה תקופה הם יכולים לקבוע גם את -אם הם קובעים את המין). בין האוטוזומים לכרומזומי הזוויג

Thomas הלא הוא -לאחריהם הגיע מי שנחשב לאבי הגנטיקה של הדרוזופילה. ההתפתחותMorgan והוא חקר ) עינייםכמו צבע ( שהוכיח שיש תכונות שנמצאים בתאחיזה לכרומוזומי המין

.הוא כמובן תמך בכך שהבקרה בגרעין. תכונות מצומדות אחת לשניה

והם צחקו על (נובע מהציטופלזמה סברו שהכל האמבריולוגים -כךהיה אבל זה לא תמיד - הם תמהו כיצד יש לכל התאים בדיוק את אותו כרומטין). הגנטיקאים שסברו שהכל מהגרעין

? ביטוי רק בשלבי התפתחות מאוחריםדוע יש תכונות שבאות לידימ? אבל ציטופלזמות שונותהגרעין לא משתנה באופן (כיצד יכולים בעלי חיים מסויימים לשנות את מינם בהתאם לסביבה

?)ספונטאני

14

.ר.ד

-בקרה על גנים היא בגרעין היא באמצעות גילוי גן האחת מההוכחות הראשונות לכך שה

Brachyury . אבל להטרוזיגוט יש , הומוזיגוט מוטאנט הוא לתאלי-הצירהגן הכרחי להתפתחות . זנב קצר

הבקרה על ; ושמידע זורם מהגרעין ליצירת חלבונים-"הדוגמה המרכזית"מאוחר יותר הבינו את אלא יש גם -מאוחר יותר הובן שלא רק הגנום משפיע. הביטוי משפיעה על הציטופלזמה

). שזהה ואחיד בכולם(נום שגורמים לביטוי שונה של הג-הורמונים

בהתפתחותחשוב למחקר של מחלות או סינדרומים שפוגעים המחקר בתחומי האמבריולוגיה הבנה של ההתפתחות העוברית יכולה לפתוח פתח ליצירה של , )יצירת איברים בצורה הנכונה(

יה או פרוליפרצ-שינוי בגורל התאים(ניתן ללמוד מכאן גם על מחלת הסרטן . רקמות חדשות ניתן ללמוד מכאן גם על יצירת כלי דם לגידולים סרטניים ויצירה של -)טאניתדיפרנציאציה ספונתנועה של תאים באה לידי ביטוי גם באופן נדידת הגונדות ). תנועה של תאים(גרוגרות סרטניות

וי שיכולים לשמש לריפ-למחקר האמבריולוגי יש גם חשיבות במחקר תאי גזע עובריים. למקומם . למחקר על קביעת גורל תאים ולבסוף ליצירת רקמה חדשה, מחלות

:הפריה

. להגברת הפוריות של זוגות עקרים אבל גם למניעת הריוןבעיקר חקר ההפריה חשוב שמפזרים את , לדוגמה, יש דגים- יש כמה סוגי הפריות -למשל. יש שאלות מעניינות רבות בתחום

-poly (איך מונעים הפריה כפולה? ם מוצאים אחד את השני איך ה-הזרעים והביציות במיםspermia( ?של איך הזרע חודר את מעטפת ההגנות ?איך הזרע מזהה את המין שלו באופן ספציפי ?הביצית

.נתחיל בתא הזרע

ורק -בהתחלה חשבו שהם טפילים. 17 - במאה ה Leeuwenhoekי "תא הזרע התגלה כבר ע

על ידי הסתכלות בזרע של אנשים לא (אלו שבהם מתרחשת ההפריה בינו שהם מאוחר יותר ה שאין להם -)הכלאות(הם הסתכלו גם על פרדים . והבחנה שספירת הזרע שלהם נמוכה-פוריים

.תאי זרע בנוזל הזרע

שלפוחית בקצה יש גם את , מעבר לגרעין. בתא הזרע ארוז גרעין הפלואידי בצורה מאד דחוסהומכיל , י'הוא תוצר של מערכת הגולג. שעטוף על ידי קרום עצמאי, בחזית" שק"זה . האכרוזום

שתפקידו -יש גם צנטריול. לפני השוטון יש מיטוכונדריות. הרבה אנזימים שמאפשרים חדירה לאפשר לו תנועה -המבנה הוא מינימאלי). מסביב9 - ו, באמצע2(לארגן את המיקרוטובולים

. מהירה

-הוא מכיל חומרי תשמורת רבים. המבנה שלו מזכיר מבצר. אדתא הביצית הוא גדול מואילו הביציות , מתא רגיל100 תאי הביצית גדולים פי -ביונקים. שמספיקים לשלב עוברי מתקדם

. מאשר תאים רגילים1000 גדולות פי Xenopusביציות של . הן הקטנות בעולם החיהאנושיות

בכל אורגניזם החלוקה . germinal vesicleות הוא נקרא לפני שהגרעין נכנס לשלב חלוקות מיוטיההפריה . שהופכים לגופים פולאריים- גרעינים מיותרים3במקור יש . המיוטית מגיעה בשלב שונה

. ההתנוונות של הגרעינים המיותריםאחרי להתרחש לפני או יכולה ) תלוי באורגניזם(

Pronucleus-היא צבר של שומנים וחומרי תשמורת - לקראת ההפריה אין פעילות בביצית .גופיפים (ובתוכה יש גרנולות , cortical cytoplasm -השכבה החיצונית של הציטופלזמית היא ה

15

.ר.ד

יכולים Xenopusבביצית של . שמפרישים את האנזימים האלו עם ההפריה) מלאים באנזימים . להיות עשרות אלפי גרנולות כאלו

והיא המעטפה עשירה , נושקת לממברנה התאיתviteline envelope -יש גם מעטפות נוספות

ביונקים היא . וחלבונים ממברנאליים נעוצים בה, היא נראית כמו מחצלת. בגליקופרוטאינים ). לאחר ההפריה- שיוצרת את מעטפת ההפריה-המעטפה השקופה (zona pelucidaנקראת

Jelly layer-ובמקומם יש , אין אותה ביונקים. יהיש לה תפקיד בהגנה ובהפר. המעטפה השניה . cumulusליונקים תאי

יש בהם מנגנונים שמונעים . ייצורים שכל פרט הוא גם זכר וגם נקבה- ייצורים הרמפרודיטיים ). אלמוגים הם ייצורים כאלו(הפריה עצמית

:הפריה חיצונית

אורגניזם המוכר הוא קיפוד מודל ה. )ולייצורים הרמפרודיטיים (משותפות להרבה חסרי חוליות ולכן-ההפריה נעשית מחוץ לגוף. וגם על ידי דגים) Xenopus(חיים - נעשה גם על ידי דו. הים

לשם כך מופרשים כמויות אדירות של זרע . ההכרה בין הגמטות חיונית להצלחת התהליך מעבר לכך הנקבות מפרישות חומרים שמושכים זרע. להגברת הסיכוי למפגש- וביציות

הזיהוי . שיכול לעורר תנועה בכיוון הגרדיאנט העולה, לפעמים פפטיד מאד ספציפי, )כימוטקסיס( . תא זרע לא מתאים לא יכול להתאחות עם הביצית- בנוסף לכל. 1ppmיכול להיות ברמה של

:הפריה פנימית

הזרע ). םכמו חרקי(אבל קיימת גם בחסרי חוליות , מתאימה בעיקר לייצורים יבשתיים מורכביםהזרע ) ביונקים(לרוב . אולם עדיין צריך לעבור כברת דרך לביציות, female tract -מופקד לתוך ה

נוטים להאמין שיש גם פעילות . שיהיה פורהכדי , צריך להיות מאוקטב במערכת הנקביתאחת ההשערות היא . אולם החומר הספציפי לא זוהה-)להגברת כושר התנועה שלו (כימוטקטית

. והזרעית מתבייתים על זה-זור שבו נמצא הביצית חם מעט יותר מהסביבהשהא

18.3.07, אורי גתר "דניתן לשחרר . הודות למבנה הפשוט שלו, )sea urchin (חיית המודל לחקר ההפריה הוא קיפוד הים

את הגמטות . דרך הפה שלהם KClעל ידי הזרקה של תמיסת ) הזכריות והנקביות(את הגמטות . לאסוף מבעלי החייםנוח

.KClי "לתאר את המנגנון של שחרור הגמטות ע: ל"תרגיל דוא

Jelly - הוא מגיב עם ה-על תא הזרע יש רצפטורים שגורמים לשחרור האנזימים מהאכרוזוםlayer ,עד להגעה לביצית- חודר לתוכו בד בבד עם התארכות האכרוזום .

. משתנים ממין למיןש, סוכרים מורכבים-שית על ידי רב נעJelly layer -התגובה הראשונית עם ה

16

.ר.ד

כניסה הפריצה נגרמת מ ;Jelly layer - את הת פורצ")ריאקציית האכרוזום ("פריצת האכרוזום

על מה שהיה פעם האכרוזום יש רצפטורים . לפילמור של סיבי האקטיןגם גורמת ו ,+Ca2 יונישל, דרך השלוחה האכרוזומלית (יםחוי של התאוגורמים לאי, שנקשרים למעטפה הויטאלינית

. )פילמור סיבי האקטיןשנוצרת בעקבות היא (bindin -אחראית מולקולת ה) בשלוחה האכרוזומאלית(להכרה עם הממברנה הויטאלינית מולקולה זו נחשפת ). fertilization cone - מה שידוע בתור ה- גם גורמת להוצאת שלוחה מהביצית

גופיף שמכיל - )centriole( והצנטריול pro-nucleus -בעת האיחוי נכנס ה. הלאחר יצירת השלוחואחראי להביא את החומר הגנטי , הוא נישא בתוך הזרע. חלבונים שמארגן יצירת מיקרוטובולים

. bindin לא - ביונקים ההכרה מווסתת על ידי חלבונים אחרים. לגרעין של תא הביצית- הדחוס

והיא לוקחת חלק , מחליפה את המעטפה הויטאליניתzona pelucida - אמרנו שביונקים ה - לאחר שעברה את ה, zona pelucida -תא הזרע מוכר רק ב. jelly layer - מהתפקידים של ה

cumulus .הודות ( הפריה בין מינים שונים ועדיין לא תהיה, כאן ההכרה פחות מרכזית . ואין השתלחות של תא הזרע, ריאין אקטין מונומ). לריאקציית האכרוזום והאיחוי .משבשת את ההפריה - או איחוי לא מוצלחתגובת אכרוזום לא מוצלחת

17

.ר.ד

ונוטים לחשוב שבהם טמונה היכולת ליצור מינים , היא מולקולה שמשתנה ממין למיןbindin -הם יש להם רצפים הידרופוביי). מינים שונים2שינויים בהם יכוליםלגרום להפריה של (חדשים . ונוטים לחשוב שיש להם חשיבות בפעילות האיחוי, שדומים לרצפטורים ויראליים, ייחודיים

טיפלו . מיני קיפודי ים דומים2לקחו תאי ביציות של , אחראי לזיהויbindin - כדי להראות שה של המין bindin - רק ה. bindinוחשפו אותם למולקולות , jelly -בביציות והורידו את שכבת ה

. הם לא הכירו זה את זה- כלומר). אגלוטנציה(ון גרמו לריאקציית שיקוע הנכ

:ספרמיה-מניעת פוליפולאריזציה של -דה: המסלול המהיריש תהליך שמכונה ) לא בבני אדם(פרדעים בקיפודי ים וצולאחר , 70mV- - הביצית נמצאת ב. ההתחלה של האיחוי עם תא הזרע הראשוןהביצה לאחר -ממברנה במצב דה. 20mV+ -כניסה יוני נתרן שגורמים למתח לעלות לההפריה היא מ

והתחלה של , אחרי האיחוי יש אקטיבציה של הביצית. פולאריזטיבי לא תתאחה עם תא זרע נוסף +Ca2 - גל ה. המנגנון האיטי שנקרא -התהליך מסתיים ביצירה של גל של סידן. איחוי בין הדנומים

ומתפשט לסביבה וגורם , תגובה קורטיקליתע וידועה גם בשם מתחיל באתר האיחוי עם תא הזר, בדרך כלל מהגראנולות הקורטיקאליות(הסידן משתחרר . לפתיחה של מאגרים נוספים שלו

, לאחר ההפריה, המעטפת הויטאלינית. בתגובה למפגש עם הסידן) ERומאברונים פנימיים כמו hyalinהפריה יש גם הפרשה של לאחר ה). ומתרחקת מהביצית (מעטפת ההפריההופכת ל

. שמרחיקה את תאי הזרע המיותרים

הם מפרישות פרוטאזות . הסידן מביא לאקסוציטוזה של הגראנולות שממתינות בסמוך לממברנה

פרוטאזות נוספות חותכות , הממברנה הויטאלינית לממברנת התאשחותכות את החיבורים ביןbindin ,פוליסכרידים שגורמים הן מכילות גם . ב לביצית להתקרומונעים מתאי זרע אחרים

שמשתחררות פרוקסידאזות . ת התא לממברנה הויטאליניתשל מים למרווח שבין ממברנלכניסה . יחידות של תירוזין-משנות את המעטפה הויטאלינית על ידי קישור בין תתימהגראנולות

שיוצרת שכבת מגן -ש מהם מופרhyaline -גם ה. חדירה לתאי זרע-המעטפה החדשה היא בלתיחומרים אלו מגינים על העובר עד לשלב מתקדם שבו . הממברנה מתנפחת- כתוצאה מכך. נוספת

.ממעטפת ההפריההעובר בוקע מ

מופרש סידן שמתחיל גם את תהליכי - תוצאה מהאיחויכ. זיגוטההביצית המופרית מכונה ). של אנרגיה הדרושה להתפתחותיצירה (עליה בחימצון וpH - שגורמים לעליה ב- ההפריה

כלומר ההפריה - ההפריה גורם לגרעין הנקבי לסיים את החלוקות מיוטיות שאותם הוא התחיל .והשלה של הגופיפים הפולאריים, גורמת לסיום ההבלה של הביצית

הצנטריול מתחיל ליצור כישור . ונשאר על ההיסטונים, סצניהדנקונ- הגרעין הזכרי עובר דהלאחר חיבור הגרעינים התא עובר החומר . שמחבר בין הגרעינים של הזכר והנקבה) נטמיקרופילמ(

. חלוקה נוספת ואז הציטופלזמה מתחילה להתארגן לקראת -הגנטי מוכפל בפעם הראשונה

18

.ר.ד

התפתחות זבוב הפירותלאחר ההפריה יש . הביצה כבר פולארית-)ביחס למינים אחרים(הנקבה משקיעה בביצית הרבה

ואין , התלמות ראשונות אלו הם חלוקות של הגרעינים). מהירות ואוטומאטיות-תהתלמו cellularולאחר מכן , Syncytial blastodermהמבנה הראשון הוא . סנסיטיום- דה- ממברנות

blastoderm .3משלב זה החלוקות . ליצירה של איברים- שעות מההפריה מתחילה גאסטרולציה. larva ונוצר - שעות לאחר ההפריה יש בקיעה של העובר15. מתפתחואט אט העובר, איטיות יותר

, גידול של הגוף, ובשלב זה יש אכילה מאסיבית, וא שלב ביניים לפני הבוגר הפורה הlarva -הזמן דור - ימים לאחר ההפריה9הפרט הבוגר מתקבל ). imaginal discs(והתחלה של התפתחות

. מהיר מאד שמקל על המחקר התאים כבר - חלוקה שמינית (Syncytial blastoderm> -) חלוקות במרכז (syncitium> - זיגוטה

-בתוך ה. אבל שונה מאשר ביצורים אחרים, המסלול הזה נמצא בחרקים). נמצאים בהיקףSyncytial blastoderm התאים סביבוכשכל " שק חלמון" יש .

mRNAעד לשלב זה החלוקות הם (ברי יש בפעם הראשונה ביטוי של הגנום העו11 -בחלוקה ה - יש כבר אלפי תאים13 - החלוקה הלאחר. העובריתההשתלטות שלב זה ידוע בתור ; )מהאם

. שמתחילים להתארגן

, בשלב זה כבר התמיינות של הגמטות. יש כיוון לגוף. יש את תאי המזודרם) ventral(באזור הגחון in-vagination - הראשון לגאסטרולציה מתרחשת בגחוןהסימן. ב"העור וכיו, מערכת העיכול

לחלל הזה . והם נפגשים באמצע, התהליך יוצר צינור במקביל גם מאחור ומקדימה). קיפול( . חודרים גם הגמטות

, צביעת נוגדנים כנגד תאי מזודרם. התאים האקטודרמאליים מכסים את הצינור שנוצר בפנים

). in-vagination -ה(של הצינור את תהליך החדירה יכולה להראות

Head Tail

19

.ר.ד

. ויוצר את האיברים הפנימיים-אלא משתטח, בדרוזופילה הצינור המזודרמלי לא נשאר צינור

התארכות הגוף מביצית (germ band expantion) 1: שלבים2 -תהליך הגאסטרולציה מתאפיין ב לכך הם עמוד השדרה וחלק דוגמא;"שנצים "-הגוף בנוי מסגמנטים(וסגמנטציה ) למבנה מאורך . והגוף מתארך-נוצר אזור של ראש). מהשרירים

ולכן , ")ביצה ("corium -כל השלב מתרחש ב. תאי האקטודרם והמזודרם יוצרים את ההתארכותלאחר מכן יש קריסה מחדש של . סגמנטים- פאראיוצרות החלוקות הראשונות . נוצרים קפלים . סגמנטים3 -מבנוי ) torax(החזה . הצד האחורי

האקטודרם . כתוצאה מכניסה של תאים פנימהInvaginationי "שבו המזודרם נוצר ע, תהליך זה

ויצירה של מבנה -התחברות של התאים אחד לשני (convergant extinctionמכסה אותו על ידי . מרכז שנפגשים ב- מהצד האחורי ומהצד הפנימי-המעי נוצר על ידי תאי אנדודרם). מאורך

. germ band extension -המזודרם שמשתטח יוצר את ה

22.3.07, אורי גתר "ד ! הכנה לתרגול-לזכור

באיורים . אחד אחרי השני- התפתחות העובר נשלטת על ידי הפעלה של גנים בשרשרת- כאמור

, הייםהקיטוב הראשוני נעשה על ידי הגנים האימ. ולזנב בצד ימין, ראש בצד שמאלשלנו נתייחס לאחד הגנים של השלב הראשון הוא גן . ורק לאחר הקיטוב באים לידי ביטוי גנים עובריים

Hunchback ,ים לידי ביטוי אולאחר הפעלתו בgap genesהגנים האלו . שיוצרים סגמנטיםגנים אלו יוצרים ביטוי ; pair-rule genesמפעילים את הקטיגוריה הבאה של הגנים שנקראים

שיהפכו , סגמנטים-הסגמנטים האלו יוצרים פארא. זוגיים- בין סגמנטים זוגיים ואי שונה-ייחודיסגמנטים יש גם קיטוב באמצעות גנים -בתוך הפארא. לסגמנטים בגוף הדרוזופילה) בבוא היום(

-homeoetic genesבסופו של דבר מופעלים גנים סלקטוריים או . segment polarityמסוג קובעים - קיטוב העובר לאזורים שונים של הגוף. הייחודיות שלושמעניקים לכל סגמנט את

. מאיזה סגמנט יצא מה

20

.ר.ד

לאורך מסלול ). overiole( שחלות המורכבבות מיחידות שחוזרות ל עצמן 2לדרוזופילה לכל ביצית יש פתח הפריה אחד למניעת . ההתפתחות של הביציות היא גדלה ומגיעה לאזור אחסון

.פוליספרמיה .)גדול מאד (1mmזרע של דרוזופילה יכולים להיות בגודל תאי

רקמה של - germaniumהן מתחילות את דרכם ברקמת . egg chambers -הביציות מבשילות ב

. ורק אחד מהם ייבחר להיות הביצית, תאי נבט16ביחידה זו יש . הם עטופים תאי זקיק. תאי נבטיהפוך ) חינת הקשר שלו עם התאים האחריםמב( והתא הכי מרכזי - בין התאים יש חיבורים

טור זה רצפ. E-cadherinתא זה מבטא רצפטור שנקרא . ויתפתח בשונה מהאחיות שלו, לביציתוכך האוריציט נקשר , החלבון מופרש מתאי הזקיק האחוריים-משמש לקישור לתאים אחרים

. ביבהמהתאים שסמשופ שהוא מקבל איתותים , כבר בשלב זה הוא מקוטב. אליהן

:תהליכי גילוי הגנים והקיטובבתאי ( גנים שנחוצים לפעילות העובר -החוקרים הראשונים גילו שיש פגמים גנטיים אימהיים

. ופיעה באימהות באופן הומוזיגוטימהתכונה . אך לא באים ביטוי בפרטים אחרים, )האחות כאלו -) maternal - הבקבוצת( קבוצות של מוטציות שונות 2ניסויים נוספים הראו שיש

.שמשפיעים על החלק הקדמי וכאלו שמשפיעים על החלק האחורי

והצד השלילי לכיוון , הצד החיובי לכיוון האחורי-בעובר יש מערכת מיקורטובולים מקוטבים

.הקדמי

שפגוע bicoid - כמו מוטאנט ה, התברר שפגיעה בגן אימהי יכולה להוביל לפגיעות בהתפתחותהגן הוא מארגן ; הוא לא מסתגל מצב החדש2 -התברר שכשחותכים מוטאנט ל. אשבאזור הר

ואין בטן , שבה יש רק ראש" גמדי" גורם להתפתחות של עובר nanos -מוטאנט ה. קדמי)posterior mutant .( סוג נוסף של מוטציה הואterminal מבני קצה שאין לו .

21

.ר.ד

המפורסם שבהם . ששולטים על התפתחות העוברמוטציות אלו נובעות ממוטציות גנים שונים נמצא mRNA - ה. הראש והחזה- הוא גן המפתח ביצירת החלק הקדמיbicoid -ה. bicoidהוא

בביצית יש מערכת מסודרת של . ומופרש לתוך הביצית- )nurse cells(בתאי האחות של התא ) anterior( ומוליכים אותו לכיוון החלק הקדמי mRNA -מיקרוטובולים שאוספים את ה

mRNA - של ה'3 -באזור ה). ולכן הוא לא יכול לנוע אחורה-הכיוון השלילי הוא ליד תאי האחות( . מופעל רק אחרי ההפריהmRNA -ה. למיקרופילמנטשקושר אותו יש מערך חלבונים

bicoidשריכוזו והיכן , באזור שריכוזו גבוה ייווצר ראש. הוא מורפוגן שמשפיע באמצעות גרדיאנט

תרגום הוא גם פקטור טרנסקריפציה וגם מעכב bicoid. נמוך יותר יופעלו גנים ליצירת חזה)translation inhibitor שמעכב mRNAוגם , התפתחות ראש שנועד לעכבtranscription factor

). שנועד לעודד היווצרות חלבונים שייצרו ראש

יש לו גם צורה אימהית וגם צורה . nurse - מתאי הגם הוא מופרש. hunchbackגן חשוב נוסף הוא - עובד על הbicoid. הוא רק פקטור טרנסקריפציה. pair rule וגם גני gapהוא קובע גני . זיגוטיתmRNAולכן גם הוא מופעל רק באזור הקדמי של , האימהי שמפוזר בכל הביצית בריכוז שווה . nanosני גשום שהוא מעוכב על ידי לא מופעל בצד האחורי מhunchback -ה. הביציתbicoidמפעיל את ה - hunchbackזיגוטי .

התאים . הוא פעיל מאחור ויוצר את הבטן. nanosבצד האחורי אחד הגנים המרכזיים הוא

ומצטבר , של התאאך הוא מועבר לצד האחורי, לתוך האורציטmRNA -המזינים מפרישים את האם . שלו'3 - עם המיקרוטובול הם דרך חלבון שנקשר לאזור הmRNA -יחסי הגומלין של ה. שם

למוטאנט nanosאם נזריק . bicoid - לחלק הקדמי של העובר הוא יתגבר על הnanosמזריקים התקיד המכריע שלו הוא . הפוך אבל הוא משפיע - הוא מורפוגןnanosגם . יווצר עובר נורמאלי

. hunchback - האימהי של הmRNA -לעכב את ה

. שמכילים רק גוף, torsoיש מוטאנטים מסוג . קבוצת גנים אימהיים נוספים הם גני הקצה למרות שיש לו תפקיד מכריע - ולא רק בקצוות, נמצא בכל דופן הביציתtorso -מסתבר שהגן ל

שמטציה בו גורמת , torso-likeמחקר נוסף הראה שיש גן נוסף שנקרא . ביצירת קצוות העובר פעילותו מתבצעת מחוץ לתא - ומופרש מתאי הזקיק, הוא אימהי torso-like. טלאותו אפק

מכיוון שההפעלה מתבצאת ו, ומפעיל אותוtorso -הוא מגיע דרך המעטפה הויטאלינית ל. הביציתבאמצעות ( של תירוזין קינאזsignal transductionההפעלה מתבצעת באמצעות . רק בקצוות

RAS( .torsoדומה ל - EGF-receptor ,והרצפטור הוא ציטופלאזמי .

: קדמי של העובר-הקיטוב האחורי -ה, נמצא בראשbicoid של maternal mRNA -המצב הנתון בביצית עד להפריה הוא כשה

mRNA האימהי של hunchback ושל cadualמפוזר באופן הומוגני . . וטא באזור האחור מבcaudal חלבון -וגורם לכך ש, מעכב תרגוםbicoid -עם ההפריה

nanos מעכב את hunchbackבאזור האחורי .

. bicoid ארוך יותר מאשר זה של hunchbackבסופו של דבר מתקבל גרדיאנט של . רק מאחורhunchbackולכן מעכב את , מתורגם רק מאחורnanos -ה

22

.ר.ד

bicoidמעכב גם את ה - caudal וגם את hunchback .

2 נוצרים -bicoidאם אין . torso - וגם בbicoid -צר משילוב במוטציה גם ב נוacronהמוטאנט . זנבות

. שמתרחש בביצית -העיכוב הוא על ידי עיכוב פוליאדנילציה

gap genes: הם מחלקים את - הם חלק מגני הסגמנטציה. מופעלים בשלב השני של ההפריהgap genes -ה

, giant אחד מהם הוא . הם באים לידי ביטוי בצורה נרחבת.ידואת תפק ונותנים לכל חלק - העוברknirps ,krüppelגם - ולמעשה hunchback .ה- gap genes הם הראשונים שמופעלים לאחר

יש גם . אחורי-בציר הקדמי, יצירת הזיגוטה והם יכולים - הם מקיימים אינטראקציות בינם לבין עצמם-לאחר ההפעלה הנרחבת של הגנים

. באופן זה הם מגבילים את עצמם לתחום מסויים. את הגנים השכניםלעכב

אין hunchbackבריכוזים גבוהים של . krüppel כדי להפעיל את bicoidנדרשת רמה נמוכה של בניסויים הראו שאם מבטאים את . הוא מופעל-אולם בריכוזים נמוכים, krüppelהפעלה של

hunchbackבעודף ,krüppelגן ה). או נדחק אחורה ( לא מבוטא- knirpsלא מאפשר ל - krüppel ). אחד על השניבקרה הדדית של החלבונים(ביטוי אחורי

. פס ברורבסופו של דבר נוצר

בדל מבני בין צורתם יש ה. גמנטיםסבשלב הבא מתחילים להיווצר פאראסגמטים ולאחר מכן

. יש תזוזה- הראשונית, רגליים -ויש סגמנטים שגורמים ליצירת האיברים, את הראששמאוחים ליצור יש סגמנטים . ב"כנפיים וכיו

23

.ר.ד

25.3.07, אורי גתר "ד לא מבוטא בזקיק trunck .torso המופרש מקצוות תאי הזקיק מפעיל את torso -נהוג לחשוב ש השחלה מפעילה את -רק אחרי ההפעלה. maternal mRNA אלא נמצא בו רק בתור - לפני ההפריה

.שרשרת הזרחוןורק אז מפעיל את , torsoשמפעילה את , torsolike -ה

ועל הסגמנטים הזוגיים אחראים חלבוני , even-skippedמוטציות של הסגמנטים הזוגיים הם fushi-tarazu . הם נגרמים ממוטציות בחלבוניpair-rule . 14הם אחראים ליצירה של והמופע שלהם מוגבל ; אלא בחלקם, סגמנטים- הם לא מתבטאים בכל הפארא. הסגמנטים

even skip: סוגים המחולקים לפי מועד הופעתם2יש עוד , מעבר לזוגיים .לסגמנט זוגי או לא, אחרי הביטוי של הראשוניים. וגם על ידי העוברmaternal -ונקבע גם על ידי ה, הוא ראשוני

יקר על ידי אינטראקציות עם השניוניים נקבעים בע). fush-tatazuכמו (מופיעים השנייוניים , לא יכולים להתפתח הסגמנטים שעליהם הוא אחראי- מסוייםpair-geneאם מוחקים . עצמם

. ומתקבל עובר עם חצי ממספר הסגמנטים

:3 אחראי לסגמנט even-skip של 2פס

רצף של כמה מאות בסיסים - יש אזור בקרה שייחודי לוeven-skipמסתבר שלכל פס של

. שמכוון את הביטוי שלו בסגמנט, מוטורבפרו צידיו באים לידי 2 - מ. hunchback ושל bicoidמכיוון שאנחנו קרובים לקצה יש גרדיאנט של

:הבקרה היא גנטית. even-skip והם תוחמים ת המופע של giant - וkrüppelביטוי גם

, hunchback - וbicoidורים משחקים עם ריכוזי האקטיבט נקבע על ידי even-skipהביטוי של

זה בא לידי ביטוי בפס הספציפי בגלל הקומבינציה הייחודית . giant - וkrüppelועם המעכבים promoter לפני החלבון יש מספר רצפי -עם זאת. של של המעכבים והאקטיבטוריםהדרושה המעכבים לריכוזים שלבהתאם , בפסים ספציפיים, )even( כך שמתקבל אותו חלבון -שונים

. והאקטיבטורים

24

.ר.ד

או גן (lacZ - בevenאת המחקר בתחום זה עושים על ידי יצירה של זבוב טרנסגני שבו הוחלף . עד שייפגש ברפרסור, even תגרום להתפשטות של krüppelאבל מחיקה של ). מדווח אחר

הם . טלהגדיר את הכיווניות של הסגמנ, segment polarity genes - הקבוצה הבאה היא ה

-ו) פקטור שעתוק (engrailedאחד הגנים האלו הוא . pair rule genes - על ידי הבעיקר מופעלים hedgehog הם מופרשים בקצה ; )כבר בשלב שיש תאים( שהוא פקטור מופרש לתאים אחרים

הוא . ומשפיע על תאים אחרים, גם הוא מופרש, winglessגן אחר נקרא ). הקדמי של הסגמנטים והוא מופיע hedgehog והוא הרצפטור של patchedגן אחר הוא . בצד האחורי של הסגמנטמופרש

. בתוך הסגמנט תאים3 -ב

wingless מתבטא היכן שאין fushi-tarazu ואין even-skip , מתאים כתוצאה

ניתן להבחין בכניסה של( נוצר הגבול הקבוע בין הסגמנטים hedgehog - ו engrailedבגבול שבין anteriorבאופן זה לכל סגמנט יש . patched - לwinglessבין והוא משפיע על הגבול ) הקוטיקולה

compartmentו - prostreior compartment . הביטוי הראשוני הוא . םבסינסיטיוהביטוי של חלבונים אלו מתרחש רק לאחר יצירה של תאים

די האינטראקציות בינם לבין נשמר על יוע הביטוי הקבולאחר מכן , pair-rule genes -על ידי ה ). segment polarity(עצמם

: גרבוהפרט ה עד להתפתחות האיברים וליצירת - מסלולים התפתחותיים חשובים2לגנים אלו יש

wingless pathwayו - hedgehog pathway .בעובר גנים אלו קובעים את צורת הקוטיקולה :מסלולים אלו יוצרים מסלולים . ת זיפים על הקוטיקולה גורמת להופעhedgehog -מוטציה ב

. להוצאה של איבריםimaginal discsביצירה של

:winglessמסלול כשהגנים המקבילים פגומים הם גורמים -באדם. פגיעה בגן זה פוגעת בהתפתחות הכנפים

ן בכיתה לא ההסבר שיינת. Wntולכן זה קיבל את השם , באדםintהם נקראו ; להתפתחות סרטן ונדרש להשתמש -יהיה מעמיק מספיק

. פעמים7שהוא חלבון ממברנאלי שחוצה את הממברנה , frizzled נקרא winglessהרצפטור של , רים של גני המטרהויושבים על הפרומוטו, DNA שקושרים Lef/Tfcבגרעין יש רצפטור מסוג

מוטאנט שבו . ומעכבים אותם

החלבון מגיע offבמצב ). armadilloאו (β-cateninול הוא אחד החלבונים המרכזיים במסלהוא (adherence junctionsומתיישבים בצמתי תאחיזה בין תאים מסוג , לממברנה של התא

נקודות התאי לcytoskeleton -במצב זה יש לו תפקיד בקישור ה). alpha-catherin -קשור ל

שיש לו (APC קומפלקס עם -למסלול אחר יכול להיכנס β-cathenin - ה. החיבור בין תאים- גליקוגן (Zw3 -ו) tumor suppressantעוד (Axinבקומפלקס יושב גם ). תפקיד בדיכוי סרטן

עובר , מזורחןβ-cathenin - ה). יש לו תפקיד בהתפתחותמפתיע לגלות ש. באדם, קינאז- סינטאז . ומחוסל, אוביקויטינציה

25

.ר.ד

כתוצאה מהקישור יש הפעלה . Wgהורמון המפעיל נקשר לfrizzledהחלבון , frizzledבמוטאנט

כשהוא נמצא . β-catheninולא משמיד את , )Zw3(שמעכב על הקינאז , Dsh - של סיגנל תוך תאיעלת הגנים שקשורים וגורם להפ, Lef-1/Tcf -שם הוא נקשר ל, בעודף הוא נכנס לגרעין . hedgehog ואת engravedבאדם המסלול הזה מפעיל את . לפרוליפרציה של תאים

:hedgehogמסלול

לאותו רצפטור יש חלבון . יך לעבור ביקוע כדי להיות מופעלהוא צר. גם הוא מופרש ומורפוגןהמסלול (כדי להפעיל את הקומפלקס . smoothedעם נמצא בקומפלקס והוא , patchedשנקרא ואז יש עיכוב , smoothend לא מופעל, hedgehogכשאין . smoothendצריך הפעלה של ) האדום

מעכב את hedgehog -ו, smoothend מעכב את hedgehog .patchedשל הפעלת המסלול יצירת patched ,וגורם להסרת העיכוב .

שפוגעת בהתפתחות של holoprosencephalyפגיעה בגן זה גורמת להופעת מחלה שנקראת בהכרך והאיברים לא , ד לחלקיוהמוח לא נפרהחל מכך ש - בדרגות חומר שונותהאיברים

. בחלוקת הגוף לצד ימין ושמאליש לגן תפקיד חשוב ). ב"שיניים משונות וכיו, אין אף(סימטריים . איתה בעיות נוספותויש , זמינות של כולסטרול-היא גורמת לאי

:שילוב המסלולים

להפרשה של זה גורם. Pair ruleעל ידי , hedgehog - וengravedיש הפעלה ראשונה של wingless .winglessנקשר לרצפטורים מסוג , מופרש החוצהfrizzled וגורם לעידוד ההפרשה של engravedו - hedgehog .

שנקבעים לפי התכונות של התאים -על הקוטיקולה של הדרוזופילה יש דפוסים מסויימיםלעומת , hedgehogשים והם נמצאים אחרי התאים שמפרי, יש תאים שמפרישים זיפים. השוניםעם -ההבדלים באים לידי ביטוי גם בתוך הפרט. יש קוטיקולה חשופהwingless -קדמית ל, זאת

. ב"גידים וכיוקביעה באילו תאים יופיעו

26

.ר.ד

, winglessנוצר גרדיאנט של . ולכן נוצרים גרדיאנטים, ר הודות לחלוקת התאיםפשהקיטוב מתא

אולם בהמשך נוצר , בהתחלת ההתפתחות הם סימטריים. hedgehogוהתפשטותו נבלמת על ידי . שבה תאים מדכאים את התפשטות ההורמון המתחרה- גרדיאנט לא סימטרי

serהוא ליגנד שמפעיל את מסלול ה - norsch . מסלול זה בא לידי ביטוי באזור שבוhedgehogו - winglessנמצאים במינימום .rhomboid גורם לאיקטוב egfם להפעלת חלבון שגורspi") שפיץ .("

. שגורם להופעת הזיפים) shaven baby) svbיבטאו פקטור שנקרא , התאים שבהם מופרש שפיץ . בגבולות שבין הטריטוריות האלו גורל התאים נקבע ליצירת גידים

. spi - וhedgehog ,wingless: גורל התאיםשקובעים את , גרדיאנטים עיקריים3 יש - לסיכום -קבוצת הלעומת זאת . באופן די דומה פועלים על הסגמנטים segment polarity genes -ה

homeotig genesהיה מוטאנט שהתגלה שיש לו . מכתיבה אילו סגמנטים הם קדמיים ואחורייםגן מסויים יודע לדכא התפתחות אנטנה . antenna-pediaהוא ונקראה , רגליים במקום אנטנה

של הורמון גרמה ) לא במקום( הפרשה אקטופית -וי הזה הוא הומיאוטיהשינ. וליצור רגליים .ולאפיין כל סגמנט, לגנים ההומיאוטיים תפקיד ביצירת הציר של הגוף. לשינוי איבר

שמורים מאד מבחינה התפתחותית , בסיסים180הגנים ההומיאוטיים שייכים לרצף של , א שנקשר לגנום" ח60רצף של , homeobox - מקודדים לכל הגנים ההומיאוטיים . ואבולוציונית

. וגורם לפעילות הייחודית שלו

-גנים כאלו סוגים של 2בדרוזופילה יש

27

.ר.ד

גנים ההומיאוטיים ה. ייצורבהתאם למיקום שלהם בציר של ה -הגנים מסודרים באופן ליניארי . מפעילים קבוצה של חלבונים

תכונות של ה בסגמנט אחורי גרמה לכך הוא יקבל שבו פגיע, ultra-bitoraxיש מוטציה שנקראת

לפי זה גילו תכונה . הכנף התפתחה במקום רגל. והופיעו כנפיים גם בסגמנט הזה- סגמנט קדמי לו. הסגמנט מקבל את את התפקיד של הסגמנט שלפניו-כאשר גן הומיאוטי לא פעיל: חשובה מא

ון שביטוי של כל חלבון מתחיל בסגמנט ונע זה קורה מכיו. posterior-prevalenceתופעה ו נקראת . )שליטה אחורית(הוא לא יכול להתבטא באחוריים כי הוא מעוכב . אחורה

24.5.07, אורי גתר "דהתהליך הראשון המתרחש אחרי הפרית . כל המידע להתפתחות העובר נמצא בביצית המופרית

מהירות מאד -יטותיות מיוחדותאלו מאופיינים על ידי חלוקות מ. הביצית הוא שלב ההתלמותהכפלות אלו ). שעות באדם בוגר24 -ביחס ל, דקות בדרוזופילה8 - ו, דקות בקסנופוס20(

עד ( כל הבלסטומרים מתחלקים יחד - ההכפלות הם סינכרוניות. S - וMמאופיינים רק בשלבי ח הביצית לא בהכפלות אלו נפ. ההכפלות נשלטים על ידי האם-עד שלב מסויים). שלב מסוים

קצב ההתלמות נקבע על ידי גודל הביצה . אים הם שנעשים קטנים יותר ויותר הת-משתנה ). אזור עשיר בחלמון מתחלק לאט(החלמון מעכב את ההתלמות . וכמות החלמון שלו, ההתחלתי

, Gוביניהם שלבי , )סינטזה (S - ו) מיטוזה( M: שלבים4 -מתחלק ל) הרגיל(מחזור התא הסומטי

-נעשית על ידי חלבונים ייחודיים וספציפייםהבקרה על כל אחד מהשלבים ). הם שלבי בקרהש S - לראות ששלב ה- ולכן יש רק בקרה אחת- שלבים2בהתלמות יש רק . ולכן היא איטית

. וניתן לעבור מיטוזה, הסתיים

-לכל אורגניזם יש צורות התלמה שונות. הבלסטומר מקיף את כל העובר)הולובלסטית (-holoblasticהצורה הפשוטה ביותר היא

שבלולים (וסג אחר הוא ספיראלי -תת. כשהנפוץ בהם הוא הרדיאלי, סוגים- בדפוס זה יש גם תתיסוג -תת. ומתקבל מבנה דומה לספירלה, מישור החלוקה החדש מוטה מעט לקודמו; )לדוגמה

אבל לא בכיוון , סימטריות בכיוון אחדהחלוקות הם ; )לדוגמה, אצטלניות(נוסף הוא בילאטראלי כמות החלמון משפיעה על החלוקות ביצורים רוטאציונאליים . bilateralגם חרקים הם . השני

. ורדיאלייםבדיונון הסגירה של . סוגים-גם הוא מתחלק לתתי -meroblastic סוג נוסף של התלמה היא

החלוקה -המרובלסטיתוריה בקטיגהדרוזופילה נמצאת . התאים מתחילה מאוחר יחסית)superficial ,נעשית סביב גוש חלמון) שטחי .

28

.ר.ד

-מישורי החלוקה -כמו בקיפוד הים( בלסטומרים 2 - התאים מחולקים ל- באורגניזמים רבים החלוקה היא אנכית

. כאשר המישור הוא מהכיוון האנימאלי לוגטאלי-החלוקה היא בכיוון אחד). בשלב הרדיאלי . וכך זה נמשך, מגיעה חלוקה מאוזנת- קות אנכיות חלו2לאחר

השכבה האנימאלית -בקיפודי ים. האוריינטציה של מישורי החלוקה קובעים את סוג ההתלמה, הדור השני כבר לא יושב בדיוק מעל לדור הראשון). 90o -ב(מונחת על גבי השכבה הוגטאלית

. ל או מהצדניתן לראות זאת במבט מלמלע; אלא בזווית מסויימת

. השינוי בזווית הצירים נקבע על ידי סיבי הכישור שנקבעים על ידי מיקום הצנטוריונים

על ידי ) לרוב(נקבע כיוון הסיבוב . זוית הסיבוב קובעת את כיוון הסיבוב של הקונכיה- בשבלולים ). המוטציה רצצסיבית(שגורמת לכיוון סיבוב הפוך ) באם(ולפעמים יש מוטציה , האם

לפני ( ומתקבלת מורולה - יש רוטציה של מישורי החלוקה-החלוקה בעכבר היא אסימטרית

. לא לכל הייצורים יש חלל בבלסטולה. החלל שנוצר בבלסטולה נקרא בלסטוצל). הבלסטולהאבל יש גם אורגניזמים שבהם תאים נמצאים בכל החלק הפנימי של , לעכברים ולקיפודי ים יש

. התא &*&

-לסטוצליצירת הב) לעיתים קרובות( ומכיל -הצד החיצוני הוא האפיקאלי. במצב בלסטוצל יש פולאריזציה של תאים

הבלסטוצל גדל כתוצאה משאיבה אקטיבית . הצד שפונה לנוזל נקרא הצד הבזאלי). cilia(ריסים ל בסופו של דבר מתקב. והם מנפחים את הבלסטוצל-בעקבותיהם נכנס מים, של יוני נתרן פנימה

בלסטולה מסייעת במעבר של ה. ים לא משתנהאלמרות שגודל הת, והגידול נטו, המבנה החלול. בעיקר היא נועדה להכין את המקום לחדירה של התאים פנימהאבל , מתא לתאחומרי מזון

. כבר בשלב זה מתחילה הדיפרנסיאציה-תאים אלו שונים

:סיכום . עד שלב מסויים-החלוקה היא סינכרונית

. מבלי שהנפח הכולל גדל, ש גידול במספר התאיםי . בשלב הגאסטרולציה יש התמיינות לחלקים הפנימיים והחיצוניים

. לאורגניזמים רבים יש בלסטוצל

שבו יש האטה , )mid-blastula transitionאו (MBTלפני יצירת הבלסטולה מגיע שלב שנקרא באזורים מסוימים -קה הסינכרוניתבשלב זה נשברת החלו. של התאיםבקצב ההתחלקות

29

.ר.ד

בשלב זה . בשלב זה מתחילה החלוקה הזיגוטית. ובאחרים היא איטית יותר, החלוקה מהירה יותררק בשלב זה העובר מוכן . ולתאים יש חופש תנועה מסוים- האדהזיה בין התאים פוחתת

. לגאסטרולציהבכל חלוקה . מגיע ליחס מסויים מגיע כאשר היחס בין גרעינים לציטופלזמה MBTהמעבר לשלב

משערים שיש . אבל הציטופלזמה לא משתנה) 2פי (סינכרונית החומר הגנטי מכפיל את עצמו הגנום העובר לא בא - כל עוד כמות המעכב גדולה. מעכב בציטופלזמה שמעכב את הגנים העובריים

והגרעין העוברי יכול - ריכוזו האפקטיבי של המעכב קטן-אולם כשיש יותר גרעינים, לידי ביטוי . לבא לידי ביטוי

. שהן שקופות ברובם, מחקרים אלו נעשו באיצטלניות. בלסטולציהגורל התאים נקבע בשלב ה

יתפתחו לאיברים מסוימים ) תאים8בשלב שיש (הוא הצליח לראות כיצד תאים מסוימים בעובר .) לדיפרצסיאציה ספציפית דרושים יותר תאים- ם מורכב יותר ככל שהאורגניז- ככלל(. בבוגר

אם באמצעות תרשים סכמטי של האזורים על פני -יש דרכים שונות לתאר את גורל התאים

, מזודם, אקטודרם (שמראה את השתלשלות התאים" עץ"אם באמצעות תרשים , בלסטולהה . )אנדודרם ורמות ספציפיות יותר

:גאסטרולציה

העובר מתחיל "-רים הצירים העיקריים של הגוףבשלב זה יש התמיינות נרחבת של תאים ונוצ ויש כאלו שהם ייחודיות - יש צורות תנועה של תאים שמשותפות לכולם". לקבל צורהתנועה : סוגים עיקריים2 - אפשר לחלק את סוגי התנועות ל, באופן עקרוני. לאורגניזמים

. אינדיוידואלית ותנועה של שכבות

: בתאים בודדיםdelamination ingression- כעקרון . מבחוץ נודדים פנימה) בודדים( תאים מסוימים

).תאים לא מאורגנים(מתייחסים אליה כתנועה של תאי אפיתל למזנכימה . תאים יוצאים משכבה אחת ויוצרים שכבות חדשות-

intercelation- ההיפך מ( תאים שונים ליצירה של שכבה מאוחדת 2 איחוד של - delamination .( condensation-המעבר ממבנה מזנכימה למבנה . תאים בודדים שיוצרים ביחד שכבה

. אפיתאליdispersal-פירוק של רקמה לתאים בודדים

:בשכבות

invagination-התהליך הקלאסי של כניסה פנימה . involution-ונודדת על הצד הפנימי של השכבה החיצונית, שכבה מתקפלת על עצמה .

epiboly-שר שכבה עבה של תאים מתפרסת ועוטפת את העובר כא . convergant extention-יצירת הציר מעובר קצר לעובר . התפשטות והתרחבות של שכבות תאים

. מאורך

שבו מתקבל ,רדיאלית - ) דחיסה של רקמות אחד כלפי השני/תנועה (intercelation סוגים של 2יש השכבות נעות זו אל 2 כאן – medio-lateral אחר היא סוג. סוגי תאים מתערבבים2 -שטח כפול

. ויוצר את הציר הראשוני בעובר-זה מה שקורה בבלסטופור. 2נה מאורך פי ב ונוצר מ-זו

27.5.07, אורי גתר "ד הכניסה - שהן חשובות בתהליך הגאסטרולציההשינויים בחלוקות התאים יוצרים את הצורות

. במבנה העובר נוצר גם כתוצאה משינוי בצורת התאים עצמםהשינוי. פנימה והתארכות הציר - סיבי אקטין בתאים מתקצרים ומשנים את צורת התאים) invagination(במוקד הקיפול פנימה ). בסופו של דבר זה מתפתח למעי(דוחפים אותם פנימה

האדהזיה והקשרים הכימיים בין התאים-במהלך התהליך יש קשרים בין התאים

חוקרים חתכו את אחד האזורים -ניסויים הראשונים בתחום לקח תאים בשלב הניורולהאחד ההם לקחו את ). במרכזו מופיע האזור שאמור לבנות את המערכת העצבית(שאמור לתת אפידרמיס

לאחר . והפרידו בין התאים על ידי טריפסין ואנזימים נוספים, תאים שונים2 - האזורים האלו מזה עם זה וקיבלו שוב את המבנה הייחודי ) המופרדים(את אוכלוסיות התאים הטיפול הם ערבבו

30

.ר.ד

התאים - כלומר. מוקפים על ידי תאי אפידרמיס- תאי אב של המערכת העצבית בפנים-האופייני, עם סוגים שונים של תאים- חזרו על ניסויים אלו פעמים רבות. הבודדים יכלו להכיר זה את זה

ובכל המקרים -מזודם ואנדודרם ואפילו ערבבו את שלוש שכבות הנבט, כמו אפידרמיס ומזודרם ). ברוב המקרים לאלו שבעובר, דומים(התקבלו מבנים אופיניים

- צורות עיקריות של הכרה בין תאים2יש

• cell to cell adhesion המבוסס על הכרה של רצפטורים שנמצאים על הממברנות של הקשורים לסיבי -catherinsמבוססים על (סידן הנפוצים שבהם תלויים ב. התאים

יש סוגים שונים של . וכך גם מעבירים את המסר שהתא קשור- האקטין שבתוך התא . לתאים שונים-קתרינים

הם . אלו בדרך כלל דומים לאימונוגלובילינים-יש גם מולקולות שאינם תלויי סידן tight - וgap junctionsבן גם יש כמו. N-CAM או cell adhesion moleculesנקראים

junctions .

• cell matrix adhesion-בין התאים יש מטריקס שמאפשר - אופיינית לתכונות מזנכימה אולם המולקולה ) לדוגמא, focal adhesion(יש סוגים רבים . את התקשורת ביניהם

ים להיות האינטגרינים יכול). α, β( תתי יחידות 2 - שמורכבת מintegrinהנפוצה היא פעמים רבות בסיבי , העשירה, )ECM) extra-cellular matrix -קשורים לכל המערך של ה

). יכולת לנדוד על גבי הבלסטוצל(מולקולות אלו מאפשרים לתאים חופש תנועה ). קולגןהאינטגרין . את הקישור בין האקטודרם למזודרם- לדוגמה–מאפשרת , שיטת אדהזיה זו

וגם יכול להרפות מהאחיזה , הוא מזהה את הקישור-איםמשמש לתקשורת בין הת . בהתאם להנחיות גרעין התא-בתאים מסוימים

התפתחות קיפוד היםולשלד ( שמתפתח מאוחר יותר לקוצים -ללרווה יש שלד תוך גופי. לטראלי- קיפוד הים הוא בי

). החיצוני שמאפיין את קווצי העור

. התאים והתהליכים נחקרו בצורה מצויינת. לאסית בלסטולה ק-לבלסטולה יש חלל פנימי

31

.ר.ד

בשונה . ופחות בצד האנימאלי, יש יותר חלמון בצד הוגטאלי- העובר מקוטב כבר מראשית דרכוכבר בשלב מוקדם השכבה העליונה מתמיינת . מהצפרדה הצד הוגטאלי נותן את המזודרם

. לאקטודרם

, ים מהר יותר חלקם מתרב-פציפית של התאים תאים מתחילה ההתמיינות הס16בשלב שבו יש

. משלב זה גורל התאים הולך ומתמקצע. וחלקם גדולים יותר באזור הווגטאלי מתקבלים תאים שיתנו את החלק הפנימי של האנדודרמיס וגם - תאים64בשלב

הראשוניים חשובים לתחילת - סוגים2 -בשלב זה המיקרומרים מתחלקים ל. את מערכת העיכול . אסטרולציה ונותנים את השלד הפנימי ואילו השניוניים נותנים איברים פנימייםהג

בעל כושר שחיה עצמאי ומערכת עיכול pluteus larva0 -העובר המתפקד הראשון הוא ה

. מתפקדת

. עוברים מתפקדים4יכולים להתקבל , בלסטומרים4 - כאשר מחלקים עובר ל- התאים4בשלב עוברים 2 התקבלו - כאשר הפרידו בין הקצה האנימאלי והוגטאלי, )אים ת8(אבל בשלב הבא

). ואחד מרקמות פנימיות בלבד, אקטודרם בלבד- צד אנימאלי(שונים ומעוותים

אם לוקחים מיקרומרים מתא אחד - המיקרומרים הם התאים הראשונים שעוברים התמיינות ומכאן -צת יותר נורמאליתאים מהקוטב האנימאלי מתקבל עובר קומצמידים אותו ל

בניסוי אחר השתילו ). organizers(שלמיקרומרים יש תפקיד חשוב ברגולציה של התאים התרחשה ( צירים 2 נוצרו -"תאומים סיאמיים" והתקבלו - מיקרומרים מתא תורם בקצה ההפוך

). אינואגינציה גם בצד הנכון וגם בצד ההפוך

במיקרומרים יש הפעלה של המסלול . Wntסלול אחד המסלולים החשובים בהתפתחות הוא מ

Wnt8 שגורם לייצור β-catenin . רואים שיש הרבה ) מהצד הוגטאלי(בצביעותβ-catenin

32

.ר.ד

הזמן שבו . שהולך וקטן ככל שמתרחקים מהמרכז- ויש גרדיאנט שלו, הראשוניםבמיקרומרים

והריכוז שלו ) עובריβ-catenin אימהי ואחר כך על ידי β-cateninבראשונה על ידי (הגן מופעל . התפתחות העוברקובעים את

משם ( מתקבלת יצירה של חלל הבלסולה והפלטה הוגטאלית -לאחר היווצרות המאקרומרים

). מתחיל הציר

:לסיכום tight junctionsהתאים קשורים על ידי . הבלסטומרים הרופפים יוצרים את רקמת האפיתל

hyaline -הצד האפיקלי פונה לשכבת ה). catheninחלבונים דמויי (ועל ידי דסמוזומים ) חזקים( . והפנימי לשכבה הבזאלית העשירה, )שכבת ההפריה(

ומגדילים את -מים נכנסים לבלסטוצל. והופכת להיות דקה מאד-התאים מתחלקים רדיאלית .נפחו

הבקיעה (יה לתאים החיצוניים יש ריסים לאפשר לה חופש תנועה לאחר שתבקע ממעטפת ההפר ). חיונית להתפתחות ולגאסטרולציה

:הגאסטרולציה

חלק מהצד (התהליך מתחיל בתאי המזנכימה הראשוניים. התאים בצד הוגטאלי מעובים יחסית ומתחילים להתרומם -ומהתאים שסביבם, hyaline - שמנתקים את הקשר מה-)הוגטאלי

תהליך הכניסה פנימה נקרא . ולהולקיקשר לפיברונקטין שנמצאים בצד הבזאלי של הגאסטרingression") בתהליך זה תאי האפיתל הופכים להיות תאי מזנכימה "). התגנבות יחידים פנימה

). מעבר מרקמה לתאים בודדים(

צברים אלו . ויוצרים מבנים מאורכים, התאים שנכנסים פנימה מתחילים לחפש זה את זהלמטריקס מופרש . ם להתמיין ולהתאחות זה עם זה ושם הם מתחילי-מתרכזים באזור המדאלי

-מקורם את התאים האלו בתאי המיקרומרים. שמהווה את הבסיס לשלד- קלציום קרבונאט . ובתהליך זה הם הופכים לחומר מת

להבחין בתהליך זה ניתן . ויצירה של המעי הקדמון-השלב השני הוא אינואגינציה של האנדודרם . ציה בשל גודלם הקטןבתאים שעוברים אינואגינ

שכבה (inner lamina הם מתארים -ישנם חוקרים שיצרו מודל אחר לתיאור האינואגינציה תנועת התאים מסתייעת - לטענתם. outer lamina - ו, )שצמודה לקצה הפנימי של התאים

משערים ). מולקולות היגרוסקופיות(המורכבים ברובם מפרוטאוגליקנים , לובמעטפות א . והלחץ האוסמוטי מסייע לדחיפה של התאים, אלו מופרשים בתחילת האינואגינציהשחומרים

, התאים נדחפים זה לעומת זה-convergent extensionתהליך האינואגינציה הוא תהליך

תהליך ). בחתך רוחב(ומתקבלים פחות תאים , בסופו של התהליך התאים מתארכים. ומתארכיםהתאים שנכנסים ראשונים הם המזנכימה . מההתארכות70%התארכות התאים מאפשר להסביר

. לאחר מכן המזנכימה השניונית ואז תאים אנדודרמאליים, הראשוניתלתאים אלו יש יכולת ליצור שלוחות בנוזל . המזנכימה השניונית נמצא בראש המעי המטפס

ים ומושכים את הם מתקצר- כשהסיבים מגיעים לגג. פילופודיה- שיכולות להגיע לגג הבלסטולהיצירת הפה הוא השלב הסופי . בנקודת חיבור הסיבים נוצר הפה. כלפי מעלה) archenteron(המעי

. larva -שיוצר את ה

cilia hyali

33

.ר.ד

שרפו אותם באמצעות קרני - כדי להראות שתאי המזנכימה השניונית חיוניים להתפתחות המעילא צריך . התארכות70% -ר מ לא מגיעים ליות- בתאים שבהם המזנכימה השניונית נפגעה. לייזר

. מספיק רובם-את כולם

:לסיכום תאי המזנכימה -בהמשך. stomodeumהפה נקרא . המעי הקדום מתאחה עם גג הבלסטוצל

הם לא חלק אינטגראלי . ב"שרירים וכיו, גונדות- מתפזרים ויוצרים איברים מזודרמליים אחרים, אחורי, מעי קדמי: חלקים3 - ל-ינות נוספת גם עובר התמיarchenteron - ה. מצינור העיכול

שיכול prism larvaבסיום התהליך מתקבל ). לכל אחד מהם תכונות ייחודיות משלו(ואמצעי . לספק את צרכיו בצורה עצמאית

ים את הפלטה בהתאים עוז). PMC(הגאסטרולציה מתחילה עם תאי המזנכימה הראשוניים ים מסוימים יוצרים סיבים ארוכים ומתעגנים לחלקPMC -ה. ונכנסים לבלסטוצל-הוגטאלית . ליצירת השלד התוך תאי, בבלסטוצל

בתהליך שעדיין חלוקות עליו -האנדודרם מתחיל בתוצאה מאינואגינציה של הלוחית הוגטאלית . הדעות במחקר

, כלפי מעלהומסייעים במשיכתו , archenteron -תאי המזנכימה השניונית נמצאים בראש ה . חר מכן ממשיכים בתפקידםולא

:xenopusהתפתחות

נבחר - מבין הצפרדעים. הם מיתרניים וחוליתנים. ודומים לאדם-חיים הרבה יותר מפותחים-דושהוא מתרבה בכל עונות השנה ובגלל , בגלל גודל הביציות שלו- לייצג את הצפרדעיםxenopus -ההקוטב האנימאלי מלא במלאנין . )סוימותצפרדעים שמתרבים רק בעונות מזנים של בניגוד ל( . וזה מקל על המחקר) פיגמנט טבעי(

הבלסטולה דומה . ולאחר מכן מתחילים התלמות מהירות, ההפריה מתרחשת בצד האנימאלי 20ותוך , שעות יש כבר בלסטולה15תוך . הוא חלול ומקוטב גם מבחינת הגחון והגב-לקיפוד הים

. ומתקבל ראשן מוקדם, גנזה-בשלב זה מתחילה האורגאנו). בי שקועצינור עצ(שעות יש ניורולה כעבור מספר ימים . והוא בעל כושר שחיה עצמאי- השרירים והמערכת העצבית שלו כבר מפותחים

הראשן מאבד את הזנב ומפתח . מתרחשת מטמורפוזה שבו צורת הגוף משתנה באופן דראסטי גם -יצורים הראשונים שהסתגל ולסביבה יבשתיתהם מייצגים את הי. רגלים קדמיות ואחוריות

. העור עובר שינויים ומתפתחים גם ריאות

Mid - בשלב ה). הולובלסטית(החלוקה השניה מתחילה עוד לפני שהסתיימה החלוקה הראשונה blastulaויצירת האנדורם מושרה על ידי האזור , כאן אין מיקרומרים. קצב החלוקה משתנה

). מקיפוד היםבשונה (הוגיטאלי

, התאים הגדולים(האזור התחתון . יתן אקטודרם) האנימאלי(בשלב הבלסטולה האזור העליון אלית בין הכיפה הוגטאלית לכיפה האנימ). מעי ובלוטות נוספות(יתנו אנדודרם ) העשירים בחלמון

marginal - אזור זה נקרא ה). ב"חוט שדרה וכיו, שרירים, מיתר(יש רצועה שרובו יתן מזודרם zone- שיתפתח למערכת עיכול(אנדודרם אולם הוא עטוף מבחוץ על ידי שכבה של .(

34

.ר.ד

. נמצא בצד הגביorganizer -ה

Nieuwkoop - ה: חוקר הולנדי גילה מרכז חדש לקיטוב העובר20 - של המאה ה60 -בשנות הcenter .חדירה הוא המקום מוקד ה). העני בחלמון( תא הזרע מתאחה בצד האנימאלי -כאמור

- החוקר ההולנדי חתך עובר אחרי ההפריה. )משם נקבע הציר (שממנו מתחילה החלוקה הראשונהוהאחר רק , )Nieuwkoop center -עם ה( האחד מכיל רק מבנים גביים - עוברים2והוא קיבל

זיהה והוא- בניסויים נוספים הוא עשה השתלות). עם מרכז האיחוי של תא הזרע(מבנים גחוניים השתלה שלו יוצרת . Nieuwkoop center -ה, נוצר ציר נוסף- בלסטומר שאם הוא משתיל אותו

. צירים2 ולכן נוצרים organizer - מסתבר שהוא המשרה של ה. גבים2עובר עם

. Wnt יצירת הציר הראשון תלוי במסלול - גם כאן

. של הביצית) החיצוניים(רטיקאליים וגורם לשינויים באזורים הקו, תא הזרע נכנס בצד הונטראלי Dshשגורמים לנדידה של וזיקולות המכילות , חדירת הזרע גורמת לתנועה של מיקרוטובולים

תנועת הקורטקס גורמת גם . לאזור שנמצא מעברו השני של מוקד חדירת הזרע, מתחתית הביציתוהופך להיות , כר בעיןני(ונוצר אזור שנקרא הסהרון האפור , לתנועה של כל הכיפה הוגטאלית

. ? נע מהצד הדורסאלי לצד הונטראליDsh -ה). האזור הגביאזור זה הוא גם האזור שבו מתרחשת . Wng גורמים להפעלת מסלול Dshהנוכחות של

). בשלב מאוחר יותר(גאסטרולציה

, עיני גרβ-cateninכך שבצד הונטראלי אין , β-catenin מעכב קינאז שתפקידו להרוס את Dsh -ה

. גרעיניβ-cateninבעוד שבצד הדורסאלי יש

כדי לחקור . לחוקרים היה ברור שהמזודרם נוצר כתוצאה מאינטראקציה עם הכיפות האחרותכלומר . והתפתח מזודרם, זאת הם לקחו את תאי האקטודרם והשתילו אותם על תאי אנדודרם

2יש . למזודרםמאקטודרם המעבר את אנימאלימשרה על האזור ה) וגיטאליהאזור ה(האנדודרם מופרש מהתאים VgT .VgI - וVgI - עיקריים שמשתתפים בתהליךאימהיים פקטורים

. גורם שעתוקרק הוא VgT. ומשרה עליהם להפוך למזודרם, הוגטאליים לאקטודרם

- כלומר ה. organizer -ויהיה ה, יהיה מזודרם גביNieuwkoop center -האזור שמעל הorganizerכבר בשלב זה המזודרם מקוטב. נוצר משילוב של פקטורים .

:סיכום

מעברו Dshהתנועה הקורטיקאלית הרחק מכיוון חדירת הזרע גורמת להצטברות , אחרי ההפריה

א קובע והו, גרעיניβ-catenin גורם להצטברות Dsh -בבלסטולה ה. השני של אתר חדירת הזרע

סיגנאלים וגטאליים אימהיים . ) הזה הוא אימהיβ-catenin -ה( את הצד הדורסאלי של העובר). marginal zone - ב(נוספים גורמים לאינדוקציה של גורל מזודרם באזור שגובל באזור הוגטאלי

וגם את β-cateninאיפה שיש גם ( נוצר באזור הוגטאלי בצד הדורסאלי Nieuwkoop center -הוממנו הוא (תר המשרה את הגאסטרולציה המוקד הזה משמש כא). הסיגנאליים האימהיים

). מתחיל

). dorsal(ומכיוון הגב , על מנת להבין את הגאסטרולציה נסתכל עליו מכיוון הצד

35

.ר.ד

האנדודרם ). הראש( מתקבל המזודרם הקדמי blastopore - מהאזור שמעל ל-כמו בקיפוד היםמה שאחריו נותן את המיתר . וףשנכנס ראשון נותן את בית הבליעה והגורמים הקדמיים של הג

כמו (ואיברים אחוריים וגחוניים , מה שיותר רחוק מהבלסטופור נותן איברים פנימיים). קדמי גבי( . ויוצר את מערכת העצבים- האפידרמיס מכסה הכל מסביב). תחתית המעי

-ככל שנדחפים יותר תאים. בראש ובראשונה נכנס אנדודרם, הבלסטופור מתחיל כעלעל

. לסטופור מתעגלהב

31.5.07, אורי גתר "דהאירוע מתרחש בצד . והוא צריך להיכנס פנימה-החצי הוגטאלי של הבלסטולה חיצוני

ליצירה של (נוצר בלסטופור מלא ואז -התנועה התאית מתחילה בשפה הדורסאלית. הדורסאליanus .(והוא מכסה את התאים שנכנסים פנימה -בתחילתו, האזור האנימאלי הוא חיצוני ) מערכת

). עצבית ואפידרמיס

. כשהבלסטולה מוכנה יש אינואגינציה של תאי בקבוק-התאים זוחלים לכיוון הכיפה האנימאליתיך התהל. שמקיפים אותם פנימההמזודרמליים דוחפים גם את התאים התאים האנדודרמליים

. יצירת הגומה מהווה תחילת שלב הבלסטופור. אבל שונה מבקיפוד הים, ומה לדרוזופילה . involution -והוא גורם ל, הוא אנדודרםorganizer -ה

התאים המזודרמליים העמוקים . organizer -הבלסטוצל מתחיל להתמלא מתאים מאזור ה ). convergent extension(רכותם בד בבד עם התא, ממשיכים לנוע לכיוון הכיפה העליונה

גם התאים שבצדדים ממשיכים , dorsal lip - וכשנגמרים התאים שמעל ל- הפתח ממשיך להתרחב

. archenteron -השמתחיל להיווצר הוא הפתח . לנוע

וכשהם יוצאים מהאזור המזודרמלי הם - תהאים האנדודרמאליים נעים על הגוש הוגטאלי . האנדודרמליתמתחילים לנוע על הכיפה

36

.ר.ד

. חלל המעי הקדום נוצר בין האנדודרם הפנימי לבין האנדודרם שנכנס

וכך גורם לו להפוך , אזור המזודרם שזוחל על האקטודרם מקיים אינטראקציה עם האקטודרם . יהפוך לאפידרמיס- האקטודרם שלא במגע עם מזודרם. לפלטה העצבית

. אקטודרם שנכנסהאנדודרם שנכנס הוא פנימי יותר ל . והאחרונים הם הכי אחוריים-הרקמה הראשונה שנכנסת היא הכי קדמית

. ventral lip ולבסוף lateral lipאחרי זה , dorsal lipמתחילים עם

. השכבות החיצוניות של האנדודרם עוברות אינטרקלציה רדיאלית והתפשטות

חללל הבלסטוצל יהפוך ). ס של הסימטריההר( יש יצירת צירים -בשלב מאוחר של הגאסטרולציהמכילים חומרי ) תאי החלמון(והתאים הוגטאליים , בעל נפחarchenteron -ה, להיות הראש

. )הם לא זזים. הוא האזור האחרון שמתכסה(תשמורת

הראש . למרות שחלק מתאי האנדודרם הם הראשונים להיכנס, הוא מזודרםorganizer -רוב הבכיוון ). המזודרם האקסיאלי (notochord -רקמה הכי דורסאלית היא הוה, הוא מזודרם

. קסיאלי שייתן לנו את הסומיטים-ונטראלייותר המזודרם השני הוא המזודרם הפאראדרמיס , חוליות, שרירים) מבנים מזודרמאליים(הסומיטים הם מבנים סגמנטאליים שיתנו

ולבסוף מזודרם , שיוצר איברים עצמאייםlateral plate mesoderm -אחריהם יש את ה. ב"וכיו . ואיברים אחריםהכליות והדם שיוצר את

. ההתארכות החזקה ביותר היא ברקמות הכי דורסאליות

. brachyury - אחד מהסמנים המזודרמאליים הקלאסיים הוא ה

). דרםבדיוק כמו אזור המגע בין האקטודרם למזו(הנועת התאים הופכת אותם לשכבת נבט חדשה

ו שמאפשרת זוהיא , )ECM) extra-cellular-matrix -יש תאחיזה מיוחדת בין שכבות הנבט דרך השנקשרים ) α1β1(על גבי התאים המזודרמליים יש רצפטורים לאינטגרין . את תנועת התאים

fibronectin -הגילוי שה. RGDהקישור נעשה באתר הכרה שנקרא . fibronectin -לרצפטורים ל, בכמות גדולה בתחילת הגאסטרולציה) פפטיד-זה טרי (RGDהזרקת לנדידה נעשה על ידי הכרחי

37

.ר.ד

כי archenteronאבל לא התקבל , התאים נכנסו בבת אחת. הבלסטוצל נוצר(ולא היתה כיווניות ). לא הייתה כיווניות

ן לא מובן ועדיי, הנדידה מתקבלת על ידי יצירת קשרים ופירוקם בתהליך שמופשט לצורך לימודנו

. לחלוטין

הפלט העצבית שוקעת . שכבות נבט שמתחילים להתמיין לקראת קבלת איברים3מתקבלים משרה את יצירת notochord - ה. ונוצרים הצירים האופיניים, האפידרמיס מכסה את הכל, פנימה

שנכנס מה(גם לו יש כיווניות , )מזודרם אקסיאלי( נחשב למארגן notochord - ה. מערכת העצבים ). ראשון קדמי יותר

.paraxial mesoderm - ולא מהlateral mesoderm - הלב נוצר מה-טעות במצגת

:סיכום . הגאסטרולציה מתחילה מאינואגינציה של תאי בקבוק

. convergent extensionהתאים מונעים על ידי וצר הסידור הסופי של וכך נ, במקביל לתהליךepibolyהתאים האנימאליים מתפרשים על ידי

. שלוש שכבות הנבט

. מהות הגאסטרולציה היה יצירת הצירים ביצורים בילטראליים

). שהוא לא סימטרי אצלנו(לא נוכל לעסוק בציר הימני שמאלי

ושמו עליו שכבה של תאים , על מנת לחקור את האזורים השונים לקחו אזורים מזודרמאלייםגבלו איברים שמתאימים לאזור שממנו נלקחו התאים כל מדגם הת מ- אנימאליים

. המזודרמאליים

38

.ר.ד

TGFβ/BMP: לתאים יש רצפטורים . וגורמים לגרדיאנט-אלו פקטורים מורפוגנים שמופרשים מתאים מסוימים

אבל עם רצפטורים , חלבונים שוניםBMP) 2או TGFקישור של . typeII - וtypeI - סוגים2 - מהפעלה של שניהם גורמת לזרחון של . typeI גורמת לזרחון של רצפטור typeIIלרצפטור ) ייחודיים

-הוא נקשר ל. )BMP - ולTGF -ים שונים לSmadיש (Smad ממשפחת effectorמולקולת Smad4 ,וכך יכולים לשמש כפקטורי שעתוק והשתקה .

. β-cathenin כתוצאה מאינטראקציה עם Vg-1 - וVegTאמרנו כבר שהקיטוב נוצר באמצעות

. organizer באותו תא מקבלים β-cathenin וגם Vg-1כאשר יש גם

ventral וזה גורם ליצירת nodal relatedולכן נוצר מעט , β-catheninבצד הונטראלי אין mesoderm .

?.TGFβמייצרים גם organizer -ה

? משפיע על התמיינות התאיםorganizer -איך ה . צפויים- שרוב הבקרה היא על ידי הפרשת אינהיביטורים רבים ולאחוקרים מופתעים מכך

שקובע את הגורל הונטראלי של (BMP4 שהוא מעכב של chordinבבלסטולה המאוחרת לקחו .דורסאלי מתקבל מבנה - י הונטראליעל ידי ניטרול האופ). העובר

-נוי בצורה דומה ל בBMP7 .BMP7 שמעכב את ,Noggin הוא organizer -מעכב נוסף המצוי בNoggin) 2מולקולות קשורות קוולנטית בצורת כנפיים .(BMP7קשור למבנים וונטראליים .

דומה לאתר הקישור FrzB .FrzBבמסלול , )Wnt) wingless - מעכב את מסלול הorganizer -ה

גם משתתףWnt8). עלה ונטראליתפכך גם יש ה (Wnt8וכך נגרמת הפעלה של מסלול , Wnt8של . גב-ולא רק בציר הגחון, בגביעת ציר הראש זנב

3.6.07, אורי גתר "ד - האזורים שמחוץ לטווח ה. BMP pathway מתאפיין במאפיינים של מעכבי organizer -ה

organizerיהיה אזורים וונטראלים בהתאם לברירת המחדל . -יש גם מעכבים דוומסתבר ש, Wnt גם מעכבי - מפריש הרבה סוגי מעכביםOrganizer -ה

והוא מעכב את פעילות , Wnt העיכוב הוא על ידי חיקוי הרצפטור החיצוני של FrzB -ב. שימושיים Wntהנוכחות של מעכבי . ולא בכל מקום, מתרחש רק באזור המזודרםWnt -עיכוב ה. Wnt -ה

. מתקבלים יותר מבני ראשFrzBככל שמזריקים יותר . משרים התפתחות אזורים קדמיים

:סיכום

. על מספר שורות תאים- הפקטורים פועלים לפי גרדיאנט •

). גביים(נוכחות המעכבים מעודדת התפתחות מבנים דורסאליים •

האינהיביציה שלו גורמת לאקטודרם להפוך . משרה התפתחות אפידרמיסBMPנוכחות • . לרקמת עצב

). נטריורייםמבנים א( מעודדת יצירת מבני ראש BMP וגם של Wntעיכוב גם של •

39

.ר.ד

תרנגול אבל מגינה מפני התייבשות - היא מאפשרת נשימה. עוברי תרנגולים מתפתחים בביצה האמניוטית

- העובר מייצר רקמות חוץ גופיות). ולא במים, המסכנת ייצורים שאמורים להתפתח על הקרקע( . המאפשרים תזונה וסילוק פסולת

ההתלמות המרובלסטיות ). גוש תשמורת( על גבי החלמון - ההתפתחות היא מרובלסטית

לאחר מכן -מספר ימים אחרי ההטלה מגיעה הגאסטרולציה. מתרחשות לפני יצירת הבלסטולה ומסוגל - שבועות3עובר מושלם בוקע תוך . ומתחילה יצירת איברים, יש התפתחות שכבות נבט

. ליזון בעצמו

במהלך תנועת . וף במעטפת תשמורתכשהוא כבר עט, ההפריה מתבצעת בחלק העליון של השחלהולקראת הסוף מולבשת לה המעטפת , היא מקבלת שכבות הזנה רבות יותרoviduct - הביצית ב

כהכנה - ושם נמשך תהליך ההתפתחות ויצירת הצירים-הביצה מגיעה לרחם. הגירנית האופיינית ). ת לפני אבל קביעת הצירים נעשי-שאמנם מתרחשת לאחר ההטלה(לקראת הגאסטרולציה

:התפתחות הבלסטודרם

הן מתחילות ). עשיר בציטופלזמה(התהליך מתחיל בהתלמות מרובלסטיות בצד שמעל לחלמון התאים מפרישים נוזל בינם -בשלב מסויים יש הפרדה בין הבלסטודרם לחלמון. באופן רדיאלי. יס של תאיםאזור זה מתרחב כתוצאה מאפופטוז. submarginal spaceשנקרא , לבין החלמון

והאזורים שמסביבי הם כהים , ) ובהיר-משום שהוא דק (area pelucidaהאזור שבאמצע נקרא נוצר הבלסטוצלכתוצאה מהשכבה החדשה שמכסה על החלמון. area opacaיותר וידועים בתור

)hypoblast( .הרקמה שמכסה על הבלסטוצל היא ה- epibalst , ממנה תתפתח שכבת האפידרמיס -אזור זה הוא האזור שממנו מתחילה התפתחות האזורים האחוריים. ף את שק החלמוןשתקי

. ולנוע כלפי העובר- התאים מתחילים להתארך). posterior marginal zone(תחילת הציר התאים שיוצרים את העובר דרכו נכנסים, primitive streak - התארכות התאים מייצרת את ה

ולא חור כמו , שיהיה לייצור ארוך כפי שראוי- רךומאאלא שהוא -מקביל לבלסטופור(האמיתי ). בקסנופוס

:התפתחות הציר בביצים

). זנב-ראש (A-P על הציר - הביצה מסתובבת במהלך שהותה במערכת הנקביתבמצב . כדי שלא יתנועע יותר מדי") חלצות("החלמון קשור למרכז הביצה באמצעות קישורים

כך שהוא -)blastodisc - ה (הסיבוב מטה את הבלסטודרם. בחלק העליוןרגיל הבלסטודרם נמצא לציר 90o - הציר נוצר ב. האזור העליון יותר יהפוך להיות האזור האחורי. נמצא בזווית מסויימת

. האורך של הביצהואז לקחו ביצים וסובבו אותם בכיוונים , ולא התפתח ציר-מנגנון זה התגלה כשעצרו את הסיבוב

. שונים

gravity

40

.ר.ד

. pH - הוא תלוי ב- דורסאלי גם שונה ממה שהכרנו- הציר הונטראלי

והעלו השערה ', 71 - גילו את המנגנון ב) מהאוניברסיטה העברית, גלעדי וכוכב-יובל(החוקרים כשפקטורים מסוימים מגיעים לחלק העליון הוא יודע . שחומרים נעים בביצה על פי כח הכבידה

. primitive streak - ואת הorganizer להשרות-שצריך להתעבות

:hypoblast - יצירת האלו . subgerminal space -תאים יוצאים מהאפיבלסט ועוברם לרחף בנוזל הבשלבים ראשוניים

posterior marginal zone -השכבות ב). הם מתאגדים בקבוצות(ידועים בתור אפולבסט ראשוני לאחר השלמת . לים לשלוח שנצים לעבר התאים האלומתחי) organizer -ה, האזור האחורי(

. ביניהם נוצר האפוצל- התהליך ויצירת אפובלסט שניוני

עופות על אף הדמיון בין . בצפרדעNieuwkoop center - מקביל לPosterior marginal zone -ה

. הפיזור של החלבונים שונה-לצפרדעים

. של הצפרדע לזה של העוףmarginal zone -חשוב לא להתבלבל בין ה

:גאסטרולציההאזור הכי חשוב הוא החזית . primitive groove -התאים מתכנסים דרך פתח שהולך ומתארך

-ה. nodeונקרא , אזור זה דומה לבלסטופור. שם מתרחשת התכנסות תאים בצורת כפתור, שלוnodeהוא ה - organizer , שונייםבשלבים הרא(אלא שכאן הוא נודד קדימה .(

. דוחקים את האפובלסט הצידה, )שיצרו את המעי של העוף(התאים שנכנסים הם תאי אנדודרם . האפובלסט נדחף ונודד ועוטף את החלמון ויוצר את שק החלמון

41

.ר.ד

. התאים שבין האנדודרם והאקטודרם יצרו את המזודרם

. האחורייםם יוצרים את המבני-התאים שנכנסים אחרונים

ואז הוא מתחיל לנדוד -עד שנכנסים כל התאים, )blastodisc -ב( נודד קדימה node - ה, בהתחלהבאזור שמעליו מתחילים ). או בייצורים קדומים לעוף(חיים -תהליך זה לא ידוע בדו. אחורה

באזור שבין . neural plateומתחיל להיווצר , notochordנוצר , נוצר קפל הראש -להיווצר איבריםכשמאחוריו נוצר , נעצרnode -בשלב כלשהו ה. יש עדיין תאי מזנכימהnode - לneural plate -ה

במקביל (anus - הופך להיות הnode -ה. סומטים ולפניו עדיין אין היווצרות, תאי עצב, ראש . ולא בבת אחת, בעוף ההבשלה היא מקדימה לאחור-בשונה מהצפרדע). לבלסטופור בצפרדע

. ב"עצם וכיו כמו - מות הפנימיותמהסומיטים יווצרו הרק

יכולים להיות אזורים שבהם עוד לא התחילה -בזמן שיש כבר התפתחות של איברים פנימיים . ואין הפרדה בין הרקמות- עדיין פתוחneural chord - ה; יצירת איברים

). השליה היא התפתחות מאורחת יותר(לרוב הייצורים היבשתיים יש ביצה

של העובר " בלם זעזועים"והוא מהווה ) שק השפיר( בביצה היא האמניון השכבה הפנימיתשיצר את התאים (היא בנויה מאקטודרם . תאי השכבה הזו מגינים עליו מכל פגיעה. המתפתח

). שיצר את כלי הדם המזינים את המערכת(וממזודרם ) שמפרישים נוזליםתאי ומזודם שיוצר רקמת - ורם חוץגם היא מורכבת מאקט. chorion - היא החיצוניתהשכבה ה

העובר נוקח חלק מהגיר הדרוש לבניין העצמות . מקבילה לחלק העוברי של השליה. הזנה ). מהביצה

- היא צמודה ל. תאי- המורכבת מאנדודרם ומזודרם חוץalantoisהיא שביניהם המעטפת chorion .ה- alantois וחלפה על ידי ביונקים היא ה( מאפשר את הנשימה והפרשת הפסולת ). השליה

. הוא תוצאה של אנדודרם חוץ עוברי. בפנימי ביותר הוא שק החלמון- השק הראשון שנוצר בביצה . ומוכנס לעובר דרך מערכת כלי הדם-החלמון מפורק בחוץ

segmented - בהתחלה יש אזור שנקרא ה). שרק נכנס(ממזודרם היולי הסומיטים מתפתחים

plate) או ה- paraxial mesoderm( ,הם מתגבשים בהתחלה בחלק . ובאזור זה נוצרים הסומיטיםמצידו החיצוני של . notochord - ויוצרים מבנים מגובשים של מזודם משני צידי ה-הקדמי

. מאחוריו יש עדיין תאי מזנכימה לא ממוינים. הסומיט יש אפיתלאולם יש השערות , ברור דיוהתהליך שבו נוצרת ההפרדה בין המזנכימה לסומיטים עדיין לא

לכל ייצור יש מספר קבוע . נבדקה על ידי השתלות) למזנכימה(ההפרדה בין הסומיטים . מסוימותשרירים , חוליות(ולכן יודעים בדיוק איזה איברים , הם יוצרים את המזודרם- של סומיטים

שתילו אותו בעובר החוקרים לקחו פלטה סגמנטלית מעובר אחד וה. נוצרים מאיזה סומיט) ב"וכיוהם קיבלו את סדר האיברים בצורה , 180o -כאשר הם השתילו אותו ב. וקיבלו עובר תקין-אחר

. כבר מראשמכאן שהגורל של הסומיטים האלו נקבע . הפוכה הם עשו השתלות בין עופות בשלבים - התברר שגם מיקום הסומיטים קבוע מראש-מעבר לסדר

כשלקחו . כבר עבר בוnode -והשתילו אותו באזור שה, ראקסיאלי לקחו אזור פא- לדוגמא. שונים ). כמו צלעות( קיבלו מבני של חזה -חזה והשתילו אותו באזור צוואראזור

:התהליך המחזורי של יצירת סומיטים

90 -תהליך היצירה של סומיט אורכת כ. שמתבטא בדגם מוזר, Hairyבתהליך מעורב גן שנקרא בתחילת התהליך כל . מסתיים ביצירה של פלטה סגמנטלית-הגן הוא מחזוריוהביטוי של , דקות

מצתמצם Hairyביטוי . )לא החלבון, mRNA -ה (Hairyהפלטה הסגמנטלית האחורית מבטא את ממלא רק את האזור של הסגמנט hairy - ולאחר שה- ועולה לכיוון הפלטה הסגמנטאלית החדשה

. סגמנט שלפניו נוצרת הפלטה הסגמנטאלית של ה-הבא

noch - וWnt -ל. ויש גם משפחות אחרות של חלבונים שמשתתפים בתהליך, יש עוד סמנים כאלו . יש תפקיד חשוב ביצירתם

42

.ר.ד

אולם בשלב כלשהו גושי המזודרם . הם דומים זה לזה-הם מבנים מאד גולמייםהסומיטים . מתחילים להתמיין

: חלקים3 -ניתן לחלק סומיטים לsclerotome -רוב השלד מקורו בסקלרות . הצלעות ומבנים קשורים, סחוס של החוליות

). neural crest -הגולגולת היא דווקא מה(dermatome - כנראה בהשפעת (דרמיסWnt(.

myotome - המקור לרוב שרירי הגוף . -ור שקרוב לז נוצר מהאsclerotome - ה. הסביבה הקרובה משפיעה על הדיפרנציאציה

notochordול - Neural tube) בפנים . המבנים האחרים2 יוצר את - שאר הסומיט. )הונטראלי . ואילו השכבה החיצונית מתחילה לנדוד-המבנה הוא עדיין מזנכימלי

-ה. אלו אחראים גם לקיטוב; שונים נוצר כתוצאה מהפרשה של פקטורים sclerotome -הdermatomeוה - myotomeבד בבד , ה של הסומיטים שאליו הוא קרוב נוצרים כתוצאה מהשפע

לאחר ההתמיינות יש . neural plate -שמופרשים מה) FGF) final growth factors - וBMPעם והמיוטום נודד לחיבורים בין , נודדים לאפידרמיסdermatomeתאי ). migration(נדידה

. העצמות עם חומרים beadsן להשתיל גם נית. sclerotome גורמים לגורל של notochordהשתלה של

. על התמיינות הסומיטים ולבחון את השפעתם -שונים

המקבילה . שקובעים את ההתמיינות של התאים-בדרוזופילה דיברנו על הגנים ההומיאוטייםאצל החוליתנים המבנה נמצא על ). זנב- שקובעים את ציר ראש (Hoxבחוליתנים הם גני . כמו בדרוזופילה- אותו כרומוזום ולא על-כרומוזומים שונים

מאשר )13( בחוליתנים יש יותר גנים - בכל אחד מהם יש אוסף גנים שקובעים את הציריםולכל גן יש מספר פאראלוגים , )גן מקביל לו בתפקוד(אורטולוג לכל גן מסויים יש . בדרוזופילה

, מדרגה מסויימתותר גנים כדי ליצור מבנה מסויים צריך י- בחוליתנים-כלומר). גנים דומים( מסוגלים ליצור את האיבר גם אם חסר -עותקי גיבוי(ובאיזשהו מקום הם מחקים זה את זה

. )משהו קובעים את Hox -הקומבינציה של גני ה). posterior-anterior( קובע את סוג הסומיטים Hox -ה

שאמנם יש להם - ם ובעכברים בציפורי- לדוגמא, שילוב דומה קיים ביצורים שונים. גורל הסומיט. C6 - וC5 אבל בשניהם ההפסקה בין אזור צווא לחזה נעשה על ידי -פחות גנים מאשר בעכבר

. כי יש מספר גני גיבוי-לא תשנה הרבה, b9 - מוטציה ב-לעומת זאת

. ולא רק על מזודרמליים- עובדים גם על מבנים אנדודרמליים ואקטודרמלייםHox -גני ה

43

.ר.ד

7.6.07, י גתאורר "ד עבר chorion -ה. ואין ביצה, שבהם האם נושאת את העובר- רוב הייצורים היבשתיים הם יונקים

. הגודל הקטן של העובר מקשה על המחקר. השליה-אדפטציה כך שהוא הופך לאיבר בגוף הנקבה

. ביצההיונקים הקדוים ביותר מבחינה אבולוציונית הם יונקי הביב שמטילים ביצים ואין להם - אחר הוא ה. שחי באוסטרליה, יונק נדיר עם בלוטת ארס-)platypus(אחד מהם הוא הברווזן

Echidna . אבל , אין פטמה מסודרת(הם יונקים מכיוון שיש להם פרווה והם מניקים את העוברים ). והצאצא מלקק את החלב מהפרווה של האםיש בלוטות חלב

והוא , לעובר יש רק רגליים קדמיות-)Marsupials(נקי הכיס שלב אבולוציוני מתקדם יותר הם יודוגמאות לכך הם . ושם הוא משלים את ההתפתחות-)על גבי הפרווה של האם(מהרחם לכיס זוחל

.ב"קואלה וכיו, קנגורו, השד הטזמני בה ההתפתחות נשלמת ברחם, בעלי שליה מלאה-)שכולל אותנו(השלב האבולוציוני השלישי

)Euthrians( ,ויש הזנה מפותחת על ידי הרחם .

, בניגוד לאחרים שבהם ההתלמות הראשונות הן סימטריות- ביונקים ההתלמות הם שונות, )90o - ב, אסימטרי(ביונקים כבר מההתלמה השניה כל אחד מהבלסטומרים מתלים בציר משלו

.)נמטודותהתלמה דומה ניתן למצוא ב(. על אף שההתלמה היא סינכרונית . מורולה היונקית הבלסטומרים עברו דחיסהב

והתאים הפנימיים יתנו את שאר השכבות , יבנו את השליה) התאים החיצוניים(האפובלסטים . הוא המקור לתאי גזע עוברייםinner mass -ה. תאיות-התאיות והחוץ

חלוקה יש ייצורים שבהם כבר מה-ביונקים המעבר משליטה אימהית לזיגוטית הוא מאד מוקדם

).למשל, עז(השניה יש עצמאות לעובר

אם העובר בוקע מוקדם מדי הוא . מבוקר היטבהבלסטוציסט בוקע ממעטפת ההפריה בתהליך לא תהיה -אם אין בקיעה). רחמי- חוץ( ועלול להיגרם הריון אקטופי - יכול להתקבע בחצוצרה

.ולא יהיה הריון, השתשרות . בדופן באופן מושלםיל את ההשרשה בדופן הרחם והוא נבלע הוא הצד המובinner cell mass -ה

כלי דם , האמניון ושק החלמון-)chorion -מה( תוך כדי כך מתחילים מעטפות נוספות להתפתח ). ?את הקישור למערכות של האםבהמשך חיבור זה יאפשר (ב"וכיו

:סיכום

החלוקות ). א מאשר צפדעהרבה יות (יש שליטה זיגוטית מוקדמת. ההתלמות הן אסימטריותויכולה לגרום (ת מאד מוקדמת אסינכרוניהחלוקה ה). מבוקרים היטב-' ש24 עד 12(איטיות

)?למספר לא זוגי של תאיםגורמת לשינוי ו, התאים החיצוניים לפנימיים יוצרת את ההבדל בין -compaction–דחיסה

אלא שבמקום חלמון , ומה לביצה ד- מבנה בלסטוצל אסימטרי נוצר .האדהזיה בין הבלסטומרים . את הבלסטוציסט) בסופו של דבר( מתפתח אפובלסט שיעטוף ICS -גם כאן מה. יש חלל בלסטוצל

. ומשתרשים בדופן, zona -הבלסטוציסט בוקע ממעטפת ה

). לא בקופיםוגם, אין ניסויים בבני אדם( הרבה מידע קונקרטי מניסויים אין

ויוצרים את - יוצרים את תאי ההיפובלסט שמתקנים את הבלסטוצלבשלב ראשון תאי האפיבלסט . שק האמניוןנוצר גם ). למינרית- רקמה בי(שק החלמון

ההיפובלסט מחובר לשק ). שמחובר לאם( ומחובר לתאי הטרופובלסט -האמניון נוצר למעלה

). שריד אבולוציוניוזה בעיקר , יש מעט מאד חלבון(החלמון וככל -חזרה אחורהכאן אין . אחורישק החלמון ומתארך לכיוון הקצה ה שמתחיל בNodeיש

). מחוץ לעובר( שנמצא בחלק הקדמי organizerהנראה תפקידו נתפס על ידי

. alantios - כדי ליצור את השליה וה- וחלקו מתפזר בחוץ, חלק מהמזודם נשאר בפנים . וכך האמניון מקיף אותו–העובר מתקפל פנימה

44

.ר.ד

45

.ר.ד

-חיית המודל להתפתחות יונקים הוא העכבר

, האיברים זעירים, ברים בשלבים מתקדמים קשה להשיג עו-תמכיוון שההתפתחות היא פנימימהביצית . ההתפתחות בעכבר היא מאד מהירה- לשמחתנו. ומאד קשה לבצע מניפולציות

. השרשה תוך יומיים מההפריה, התלמות מהירות- המופרית העכבר מסתובב על8 - ביום ה. מבפנים החוצה- ימים לאחר ההפריה מתרחשת גאסטרולציה6 -כ

העובר ). מרובה עוברים- בדרך כלל( יום יש לידה 20 - תוך כ. ונעטף על ידי האמניון, )מתהפך (צירו . יום20אולם פרט בוגר מתקבל כעבור עוד , נזקק לטיפול אימהי-עדיין חסר שיער ועיוור

. trophoectodermהידוע גם בתור , chorion - תאי הבלסטוציסט יוצרים את ה

. trophoectoderm - חציו מרקמת אפיבלסט וחלקו מה- דמוי כוסך שק פנימיהעובר נמצא בתו

האמניון ונוצר חלל-מתרחש אפפטוזיס של תאים שאינם במגע עם האפיבלסטבחלל האפיבלסט החלק העליון של העובר ייתן את השליה והרקמות . ) הרקמה הכי קרובה לעובר-שק השפיר(

שדוחפים את primitive streak -מתפתח ה) הצד הגבי( visceral endoderm -והמ, החיצוניות . מהחלק האחורי לחזיתהאנדודרם

ומשרה על נודד node - ה. והוא מכוסה על ידי תאי מזודרם, נראה כאילו האקטודרם נמצא בפנים . האקטודם להפוך לפלטה העצבית

). כמו בעופות( אחורה -ההבשלה ביונקים היא מהחלק הקדמי

הגורמים ) FrzBכמו (Wnt - את כל מעכבי ההוא מפריש ביונקים . AVEמי נקרא המארגן הקד בייצורים אחרים שמעכבים התפתחות מבני organizer - הפוך מאשר ה (ליצירה של מבני ראש

). ראש

ולאחר , הוא מושך את המעטפות הסובבות אותו- העובר מתהפך ימים לתוך ההתפתחות 8בערך - המזודרם בפנים, האקטודרם כלפי חוץ, ד הדורסאלי שלו כלפי חוץהתמרון מתקבל עובר שהצ

. עובר עם חבל טבורשל שיוצר את המבנה המוכר ומתקבל המבנה

46

.ר.ד

-תאומים . הם תאומים זהים300 מתוך 1רק , מהלידות הם תאומים1%בערך

וברים בשלב שהבלסטומרים מח(הם תולדה של זיגוטה אחת שהתפצלה תאומים זהים 3 מכל 1

. שליות2 - וcorions 2 - בלסטוציסטים2במקרה זה נוצרים ). באופן רופףבמקרים מאד . שקי שפיר2אבל , יש שליה אחת ולכן -פיצול הוא בשלב מאוחר יותר ה-רוב הזמן

. ק שפיר אחדמתקבל גם שק שואז , בשלב שכבר נוצר האמניון-נדירים יש פיצול מאד מאוחר וחוקרים משערים שבמקרים אלו יכולים -חים בשלב מוקדם ביחדבמקרה זה העוברים מתפתאולם היום , בעבר אחת ההשערות היתה שההפרדה לא היתה מלאה. להיווצר תאומים סיאמיים

הם יכולים להיפגש - בגלל הצפיפות-אחר כךורק , רווחת ההשערה שההפרדה היתה מוחלטת . יכולים להיות להם איברים משותפים. ולהתאחות

10.6.07, אריה-ר ניסים בן"ד ). bone, גרם(ועצם ) cartilage(סחוס : מרכיבים2 - השלד בנוי מ

. osteogenesisiותהליך יצירת העצם נקרא , chondrogenesisתהליך יצירת הסחוס נקרא . התפתחות הסחוס היא חלק בלתי נפרד מהתפתחות העצם

. סרי חוליות ייצורים שחסרי שלד הם ח-השלד הוא מרכיב מהותי

שם הם -מרביתם חיים במים). invertebrates( הייצורים החיים הם חסרי חוליות מכל97%השלב האבולוציוני . השלד היא התפתחות מאוחרת-באבולוציה. יכולים להשתמש במים כתמיכה

. המשמש בעיקר להגנה, )exoskeleton (הראשון הוא שלד חיצונייש דגי : סוגים2 -הדגים שאינם יונקים מחולקים ל. לשלד פנימיבשלב האבולוציוני הבא עוברים

). עם שלד עשוי עצם(רק מאוחר יותר מגיעים דגי הגרם ; )שבהם השלד הוא רך וסחוסי(סחוס בשלבי . האונטוגנזה היא חזרה מהירה על הפילוגנזה היא ש19 -התיאוריה שרווחה במאה ה

בעצם העובר חוזר באופן מהיר על ההתפתחות ו-ההתפתחות הראשונים כל העוברים דומים . זו הסיבה שבאדם מתפתח שלד סחוסי לפני השלד הגרמי. האבולוציונית

). כתוצאה מאיחוי (206ואילו בבוגר יש רק , עצמות270בעובר יש . שלד האדם מורכב מעצמות

. יש עצמות שמתפתחים רק לאחר לידה- למרות זאת ). לפעמים גם שריר לשריר(שריר לעצם ) ובלר(מחברים ) tendons(הגידים

. המחברים את המפרקים של העצמות) ligaments(במערכת השלד יש גם רצועות , באוזן, באף, )כבולמי זעזוע(נמצא במפרקים הסחוס . מערכת השלד מורכבת גם מסחוס-ולבסוף

וצינור השמיעה ) ליםהצינורות החלו(גם מעברי הנשימה ). לאפשר תנועה לחלל בית החזה(בצלעות . עשויים סחוס

:השלד מחולק למספר אזורים

. מהגולגולת עד לחוליות-שלד הציר •

.שכולל את הגפיים, "השלד הנספח "-)appendicular skeleton(שלד הגפיים •

. ומעצמות האוזן, שכולל חלקים מהלסת ומהגולגולת- )dermal skeleton(השלד הדרמלי •

עצמות שונות מתפתחים באופנים -אותו שלב של התפתחות עוברילא כל העצמות מקורם ב . שונים

. מאגר מינרלים ויצירת דם, תנועה, הגנה, תמיכה: השלד' תפקידי מע . ממשקל הגוף1/5 - השלד מהווה כ. מסגרת שתומכת באיברים וברקמות הרכותהשלד הוא

הצלעות מגיני על איברי , ט השדרה עמוד השדרה מגן על חו- השלד מגן על החלקים הפנימיים בגוףכדי לאפשר את , עצמותהרחם לא מוגן על ידי (האגן מגן על איברי הרביה של האשה , בית החזה

כדי לאפשר , מבנה האגן משתנה, בהשפעת הורמונים, בזמן הריון- למרות זאת. התפתחות העובר. שמאפשרים תנועה-ידיםלגו לרצועות, ש כנקודת עיגון לשריריםהשלד משמ). יציאה של העובר

, סידן הכרחי לצצורך כיווץ שרירים. מהסידן שמור בשלד95% -השלד הוא מחסן של מינרלים 90%. הסידן יצא מהשלד-אם לא צורכים סידן בקצב קבוע. תקשורת בין תאיתו, קרישת דם

). פותולריאקציות נוס, ATPולסינטזה של , הכרחי ליצירת נוקליאוטידים(שמור בשלד מהזרחן או שהוא מופרש ( אין בדם סידן מיותר שעלולים לגרום לאבנים בכליות -הכליות מסננים סידן

מיוצרים גורמי דם הוא המקום שבו )לשד העצם(מח העצם ). עובר לעצםאו שהוא , בשתן

47

.ר.ד

וגם )וקלה(כך העצם נשארת חלולה . hematopoesisבתהליך שנקרא , )וטסיותכדוריות ( . שימושית

, בבוגרים. אדוםמח עצםכל העצמות מכילים למרות ש, תאי דם נוצרים בטחול ובכבד-קותבתינו

הגפיים . ולא כל העצמות מכילים תאי דם אדומים- רק מח העצם האדום מייצר גורמי דםמח העצם הצהוב . להתחלף במח עצם אדום) בתנאי עקה(שיכול , עשויים מח עצם צהוב) לדוגמה(

). ויכול לשמש כמאגר אנרגיה(מכיל שומן מכיוון שהוא -מתפרק גם בתנאי רעב

. ואותו עבירים לוריד של המקבל, עצם מהאגן-עצם שואבים מח- בשיטה המסורתית לתרומת מחתרופה הגורמת לתאי מח בימינו נותנים לתורם . תאי הגזע שיעברו לנתרםמח העצם מכיל את

. ת מכשור סינון מיוחד ממחזור הדםבאמצעוואפשר להוציא אותם , למחזור הדםהעצם לצאת וללא איבוד , ללא צורך בהרדמה, שניתן לקבל הרבה יותר תאי גזעבשיטה המודרנית הוא היתרון

). דםון האתני בעיה מיוחדת בהשגת מח עצם בגלל המגו) בקרב האוכלוסיה היהודית(בישראל יש

). וזה לא היה קל, ב"וכיו, פיתצריך למצוא התאמות בין רוסיה לאתיו(העצום של החברה בישראל

כמו בכפות (הקצרות , העצמות הארוכות בידיים וברגלים- שלד מכיל סוגים שונים של עצמות לא ארוכות ולא שטוחות -עצמות שטוחות ועצמות בעלי צורה בלתי רגילה, שהם מרובעות) הידים

). כמו חוליות(כך הם . ב"האגן וכיו, עצמות הצוואר-יםמחולקות לאזורהחוליות . עמוד השדרה מורכב מחוליות

). ב" וכיו4העצם הצוארי מספר (גם ממוספרים לפי האזור שלהם

: דרכים2 - שלד יכול להיווצר באחת מהם . intra-menbranous (dermal) ossification -וריתע- השיטה הראשונה היא התפתחות תוך

העצמות האלו ). כמו מים שמכניסים לשקיות כדי להכין מהם קוביית קרח(מתפתחים בתוך שק רקמת חיבור שמוצאה (נוצרים בשק מזנכימה ) ב"צלעות וכיו, חלק מעצמות הלסת והפנים(

. שעוברים דיפרנציאציה לתאי עצם) מהמזודרםפס ְרהרווחים ביניהם נקראים ִמ; של העובר הלוחיות האלו עדיין לא מאוחיםבגולגולת

)fontanelle( ,עם זמן העצמות נסגרים . והם מאפשרים את מעבר העובר בתעלת הלידה)למעשה - ). באופן זה ניתן להעריך באופן פתולוגי אפילו את גילו של אדם בוגר

, באופן זה יוצרים עצמות רכות. intra-cartilaginous (Endochondral)השיטה השניה היא . בשיטה זו הורסים כדי לבנות. הופכים אותם לקשיחים, ולאחר שיוצרים בהם חלל

48

.ר.ד

:בניית עצם במודל הסחוסי

). דחיסה(ון של יצירת עצם במסלול השני היא קונדנסציה התהליך הראש

והם מפרישים , )chondrocytes(לאחר הדחיסה תאי המזנכימה הופכים להיות תאי סחוס . ECM - ל) כמו סוכרים וקולגן(חומרים רבים

הם ). טרופיים-היפר; ולא בהתרבות(במרכז העצם הקונטרוציטים משקיעים אנרגיה בגדילה חדירה ומתחילה , כתוצאה מההפרשה התאים במרכז מתים. מסוג שונהECMפריש מתחילים לה

. לתוך העצםהתפתחות של כלי דם והם גם . ולהצטבר במרכז העצם ,)osteoblasts(בשלב זה מתחילים להיווצר אוסטיאובלסטים

. primary center of ossification שנקרא -באזור זהמפרישים חומרים . הצדדים של המרכז לייצור העצם2 -מיש קונדרוציטים ) יין עוברישעד(גם בשלב זה

שיוצרים -)באמצעות מחזור הדם( מגיעים אוסטיאוקלסטים -רק בשלב זה מתחיל שלב הריקון גם -לכל קצות העצםבשלב זה כלי הדם החדשים מגיעים . שמשני עבריו קונדרוציטים, חלל

שמהם ממשיך , secondary centers of ossificationמתקבלים -למעשה. מבפנים וגם מבחוץ . השלד להתפתח עד גיל הבגרות

) התפתחות עוברית בעכבר- הימים(

עובר האנושי מקבל את ה. )120mg/day(מקליפת הביצה מקבל את הסידן שגדל בביצה עובר

). ולכן האםצריכה לאכול הרבה סידן(הסידן מהאם ). מרכיב אורגאני ומרכיב מינרלי-כלומר(העצם בנוי מתערובת של קולגן ומינרלים

. ולא קשות, בגלל שהעצמות שלהם עדיין רכות" ענף ירוק"בילדים קטנים השברים נקראים

חודשים העובר 3בגיל . יש בעיקר את המודל הסחוסיאדם בן פחות מחודשיים ) embryo(בעובר )fetus (אבל יש לוחית , חלולהעצם במתבגר . בילד יש גם עצם וגם סחוס. מתחילה יצירה של עצם

49

.ר.ד

הגדילה היא -בשלב זה. וממשיכה להתפרק, הלוחית עשויה מתאי סחוס. בקצות העצםצמיחה ). בה הגדילה היתה מבפנים החוצה-ודםקלא כמו ( העצם גדלה מהצדדים פנימה -המרכזלכיוון

מהורמוני מין , GH -מושפעים מ) ובניית העצם(האוסטיאובלסטים ] פ"לא צריך לדעת הכל בע[ Dקיבוע סידן מושפע מויטמין . Cייצור הסידן מושפע מויטמין . Aומויטמין ) אסטרוגן ואנדרוגן(

. מושפעים מהורמוני התירואידהאוסטיאוקלסטים . וקלצטונין

ומגיבה , עצם היא עדיין אורגניזם חי- והיא חלולה ומלאה מח- גם כשהעצם הגיעה למלוא גודלהעם שיווי משקל בין אוסטיאוקלסטים , remodelingיש כל הזמן תהליך של . לתנאי הסביבה

זו הסיבה שעצמותיהם של (ם תהיה חזקה צריך לפעול עליה כח כדי שעצ. ואוסטיאובלסטיםיכול לחול שינוי בצורת העצם (עצם שמופעל עליה כך נבנית מחדש ). ידלדלתהאסטרונאוטים מ

התעמלות מחזקת גם את העצם ולא רק ). ב"כמו גדיעת איבר וכיו, כתוצאה משינוי בצורת הגוףוהאוסטיאובלסטים מייצרים , בתהליך זה האוסטיאוקלסטים מפרקים את העצם. את השרירים

. חומר גרמי חדש

. גורם להפעלה של מסלולים שלא פועלים בדרך כלל) ידול סרטניבדומה לג(שבר שמגיעה לשיאה , שגורמת לנפיחות ולדלקת, )קריעה של ורידים(כשנגרם שבר יש שטף דם פנימי

, ים לסילוק התאים המתים'מגיעים מאקרופאגכמה שעות לאחר מכן . השבר שעות אחרי 24, החלל מתחיל להתמלא בסיבי קולגן). צהובהאדמומיות מתחלפת בכתום ו(ולפירוק שטף הדם

callusהגוף מתחיל לייצר רקמת . ECM - סחוס לואז מגיעים לשם קונדרופבלסטים שמפרישים מבחינה פונקציונאלית דומה ; מסביב לעצםבולטתשנראית כמו חגורה (שעוטפת את אזור השבר

כעבור . ולתת לו מנוחה, עליולהגן, נועד לקבע את האזורהגבס שמולבש על השבר ). לשעם של עץפועלים כאן בשיתוף פעולה עם האוסטיאוקלסטים . הופכת להיות עצםהרקמה הספוגית חודשיים

. לקדמותוויחזירו את המצב הבליטה האוסטיאובלסטים ויורידו את . בגיל מבוגר יש פחות אוסטיאובלסטים ולכן החלמה משבר נמשכת זמן רב יותר

באוסטיאופרוזיס העצם מאבד גם את הששלד . ויים במבנה העצם והשלדשינהזדקנות יש עם ה

רואים .כך שנגרמת פגיעה ביציבות, פריכותהעצמות הופכות להיות . וגם את המינרלים, החלבוניאך גם אצל , בנשיםבעיקר אוסטיאופרוזיס מתרחש . בידיים ואפילו בעמוד השדה, שברים באגן

בעיקר (סידן מאוסטיאופרוזיס צריך התעמלות ולצרוך הימנע די ל. גברים בשכיחות נמוכה יותר ומכיוון שנשים -ההתפתחות המינית עוצרת את תהליך גדילת העצמות). באמצעות מאכלי חלב

. השלד שלהן לא מספיק להתפתח כמו של גברים - מתחילות להתפתח מוקדם יותר . סידן יש גם בתפוזים). עדשים, עיתשעו(קטניות וגרעינים שונים מכילים סידן , םאגוזי, גם ירקות

וגם , )מספיק רבע שעה ביום(מגיע מהשמש Dבמבוגרים ויטמין . בספיגת סידן מסייע Dויטמין . מזוןכתוסף אותו מוספים

עדיף . לשתות מיםגם חשוב מאד . זרחן וויטמינים נוספים, צריך גם מגנזיום-סידן הוא לא לבדהקפאין - חומצות שונות וקפאין, ים כמות גדולה של סוכרלא לשתות משקאות ממותקים שמכיל

. וגורם גם להידלדלות של עצם, מעודד הטלת שתן

14.6.07, אריה-ר ניסים בן"ד "). evo-devo"; מבחינת אבולוציה מולקולארית(התפתחות העין

. גנים שונים באותו ייצור-פאראלוגים . גנים דומים בייצורים שונים -אורטולוגיים

. לעיתים יש קירבה בין חלבונים ממינים שונים יותר מאשר בפאראלוגים . אותה פעילותיש ו ,הם דומים ברצף ובמבנהאורתולוגיים חלבונים בדרך כלל . והם יכולים לקבל תפקידים שונים, פאראלוגים שונים יותר מאשר אורתולוגיים-לעומת זאת

יש . שלאחר מכן התרחשו מוטציות, דמון אחדרומזת להתתחות מאב קההופעה של פאראלוגים

:קבלה של משפחות גניםמספר אפשרויות ל ובכל עותק יש -ייתכן שבאחד מהם הגן הוכפל. מינים שונים2 - האב הקדמון הוריש את אותו גן ל

אם יש הכפלה גם במין השני הרי שהחלבונים במין אחד לא דומים לחלבונים . מספר מוטציות .דגם זה הוא היותר נדיר. נישהתקבלו במין הש

2 -וכשהוא מוריש אותם ל, הדגם היותר נפוץ הוא שבאב הקדמון היתה הכפלה של החלבוניםזו הסיבה שהאורתולוגים דומים יותר מאשר . מוטציות זעירותמינים שונים כל אחד מהם מפתח

. הפאראלוגים

50

.ר.ד

:‘דמיון’דרכים לתאר יש מספר . שנובע ממוצא משותף דמיון בין איברים-הומולוגיה הסנפירים שלהם -דולפינים אינם דגים (אבל מקור שונה, איברים עם פונקציה דומה- אנאלוגיה

. )ממוצא אחר . דמיוןולכן בגנים מדברים על

התפתחות העין

היא נשטפת - הקרנית מגינה על העין). שהיא רקמת קולגן שקופה(האור עובר דרך הקרנית . ת את האור בתוך העיןהקרנית מפזר. בדמעות

הקשתית עוזרת לכווץ את ). האזור הצבעוני של העין, iris(השכבה השניה של העין היא הקשתית . האישון שמורחב ומכווץ במצבי חשיכה או במצבי סטרס

. הוא מתכווץ ומתרחב -דרכו נכנס האור לעין) pupil(מתחת לקשתית יש את העדשה וחומרים , יש בו תאים ונדידה-הוא איבר חי. ומרים שקופים היא עשויה מח- מתחת לזה העדשה

). כמו קריסטלין(שונים מאפשרים לנו אותפ תאים ש- שם נמצאים פוטורצפטורים- בצד האחורי של העין יש את הרשתית

ומשפ , בנקודת החיבור לעצב הראיה- מהרשתית כל המידע מתרכז לנקודה מסויימת. לראות . מבחינה אופטית" מת"בור היא אזור נקודת החי. ישירות למוח

בדרוזופילה . בדיונון הפוטורצפטורים נמצאים לפני גופי התא-יש גם טיפוסים אחרים של עיניים ). הומטידיה(ניים קטנות יש עין שמורכבת מהרבה עי

לכך שזו הוכחה (והפוטורצפטורים , יש רכיב שמרכז את האור-יש דמיון במבנהלמרות ההבדלים ). אזור במוח שרגיש לאור בשביל השעון הצירקאדייש אפילו . שהם קדמו באבולוציה

חלוק עד היום המחקר. סוגים-מספר תתי ובכל ענף כזה -בעולם הטבע יש מספר סוגי עיניים

. בשאלה אם כל אחד מהם המציא מחדש את העין

ולכן ; שהיא התפתחה בשיטת הבריאה הטבעית שלא ייתכן - דארווין אומר שהעין כל כך מורכבת . הוא מוכיח מכאן את המוצא הקדום

יש ממילא - נסתכל על ההתפתחות של העין מבחינה מולקולארית- כדי לענות על השאלה היום . נמצא דמיון גם במולקולות ייתכן שזה יוכל לסייע לנו לענות על השאלהאם, דמיון במבנים

שהיא מחלה תורשתית שגורמת לכך , Aniridiaכמחקר לטיפול במחלת התחיל בתחום המחקר

. ועל ידי כך גורמת לעיוורון-בקרנית וברשתית, ויש פגמים בעדשה, שאין קשתית, physical maps -לאחר מכן השתמשו ב. ביניהםוהשוואה , כרומוזומיםמיפוי המחחקר התחיל ב

. pxa6 -המוטציה נמצאה ב. נמצאה המוטציהובסופו של תהליך שנמשך מספר שנים

51

.ר.ד

. Hoxגנים כאלו הם . גנים שמשתתפים בתהליך ארגון הגוף-גנים הומיאוטייםמיפו את 2002 - ב. אורתולוגיםשהם האיזורים השמורים ביותר בין , אזורי פעילות2יש Pax6 -ב

מימדיים הראו -גם במודלים תלת. pair domain -רובם נמצאים ב, המוטציות הידועות בגן . DNA - המקיימים אינטראקציה עם אזורים שות בשהמוטציות נמצא

. Pax6 והראו שיש שם פעילות רבה של - ברקמות עובריותPax6לאחר מכן חקרו את

בדיקות לעוברים וזה איפשר לעשות -הגןלאחר שגילו את ', 91 - המוטציות החלו להתגלות כבר ב . שפחות של נשאיםבמ

היה להם עכבר שיש בו מוטציה שבה מתפתחת עין -קבוצת חוקרים אחת הסתכלה בכיוון אחר

מוות זמן קצר וגורמת בסופו של דבר ל, או לא מתפתחת כלל, )בהטרוזיגוטים( וגוף קטן קטנה, Nature -המאמר שלהם פורסם ב' 91 -בבהטרוזיגוטים הוא גורם .)בהומוזיגוטים (לאחר הלידה

. Pax6 - שבו הם מראים שגם המוטציה הזו נמצאת ב

מסתבר שגם . eyeless שנקראים מוטאנטים של דרוזופילה חוקר בשוויץ הסתכל על - באותו זמן . 94' - בscience -המאמר הזה התפרסם ב. Pax6 -המוטציה הזו נגרמת ממוטציה ב

בדרוזופילה Gal4 הוא גן חיוני ולכן ייצר מערכת של Pax6 -אחד החוקרים העלה השערה ש

במערכת זו ניתן ). Cre-Luxבדומה למערכת (של החוקר תחת בקרה המאפשרת לשים חלבון תחת בקרה של הפרומוטור של ושם אותו Gal4החוקר לקח את . לבטא את הגן או לעכב אותו

Pax6 . אתPax6 תחת בקרה של הוא שםGal4 . גם במקום הרגיל שלוהחלבון יתבטא באופן זה ,החוקר רצה לבדוק אם הגן כה חזק שהוא יכול . רוצה להפעיל אותווגם במקום שבו החוקר

. במקום שהוא לא צריך להיותלהשרות התפתחות של עין גם מאד קל לבדוק . imaginal discs - הרגליים והאנטנות בדרוזופילה, דיברנו על התפתחות הכנפיים

וניתן לראות , יוצר את הכנפייםimaginal discאיזה דברים באזור הכנף מכיוון שאנחנו יודעים איפה שהם לא צריכים -ectopic( הצליח לקבל עיניים אקטופיות Gehring' 95 -ב. את הכנף בחוץ

. יברים שוניםשמתבטאים באתחת בקרה של פרומוטורים Pax6 -ההם למעשה שמו את ). להיות . אבל לא מחוברים למוח, פעילים מבחינה חשמלית-העיניים האלו היו מושלמים

כשם לגן שנוכחותו באורגניזם מספיק כדי לדחוף את תחילת -master geneמכאן הוטבע המינוח . שמתניע יצירה של עין נמצאת בתחילת תהליך eyeless - מוטציית ה- ככל הנראה. התהליך

!). חוליתן(צליחו לבצע דבר דומה בקסנופוס ה' 99בשנת

starter - הוא רק הPax6 -ה. ממין אחד במין אחרPax6 -והשתמשו בהחוקרים המשיכו לחקור וגרמו להופעת עין - דרוזופילה מדיונון בPax6הם שמו . עורר את התהליךלכדי אבל הוא מספיק

). לא של דיונון, של דרוזופילה(על הכנף לא יודעים אם זה מסיבה . ללא הצלחה - בעכבריםעיניים אקטופיות ליצור ניסו - למרות זאת

. או מסיבה מהותית) באיזה שלב ובאיזה חוליה להכניס אותו שלא יודעים - כגון(טכנית

מתבטא Pax6כך גם ; יש גם תפקידים אחרים) ב" וכיוWnt, Hedgehog(לחלבונים כאלו . מה שמסביר את הפנוטיפ בעכברים,ב" וכיו כמו המוח-במקומות אחרים

אלו ( הרצפטורים של האור - דוגמא לגנים נוספים שמוצאם מאב קדמון משותף הם האופסינים

). פעמים7מולקולות שעוברות את הממברנה

52

.ר.ד

17.6.07, אריה-ר ניסים בן"ד :התפתחות מערכת העצבים

בחלוקה משיך להשתמש אבל כדי להקל על הבנה נ- עם הזדקפות האדם הכיוונים השתנו . המסורתית

: צירים3בחתכים אפשר להסתכל על

אם החתך הוא . מתקבלים ימין ושמאל, )לאו דווקא במרכז, לחתוך דרך האף(סגיטאלי )1 סגטאלי- ואם לא הוא פארא, סגיטאלי-אמצעי הוא מיד

). חיתוך דרך האזניים(פרונטאלי /קורונאלי )23( horizotal/transverse. . oblique -אלכסוני )4

:למספר מונחיםנתייחס , בהתייחסות למערכת העצבים1( neuron- תא עצב )soma -פלט-אקסון, קלט-דנדריטים, גוף תא .( 2( nucleus) ברבים- nuclei .(גופי . צבר של גופי תא בעל צורה אופיינית-וח יש גרעיניםבמ

. וכל אחד מהם שולח את אותותיו למקום אחר, התא מרוכזים באותו אזורשנמצא במערכת " גרעין"בניגוד ל( גופי תא במערכת העצבים ההיקפית צבר של -גנגליון )3

). העצבים המרכזית4( nerve) tract( - אוסף של אקסונים)לצרכי הגנהשמקובצים יחד .(

:2 - מערכת העצבים מחולקת ל

לעיתים מכונה ( הכוללת בתוכה את מוח וחוט השדרה -)CNS(מערכת העצבים המרכזית )1 . אלו מרכיבים שהתפתחו יחד). לא זהה לעמוד השדרה. מוח שדרה

גוף מהיקף הכל העצבים -)PNS ,prepheral nervous system(מערכת העצבים ההיקפית )2ולעיתים , לעיתים גופי התא נמצאים בתוך המערכת המרכזית. וט השדרהמחוברים לח

. בחוץ

המוח אינו . המוח עצמו אינו מעוצבב על ידי המערכת ההיקפית ולא על ידי המערכת המרכזיתכאבי . תחושת כאבגם לא כל האיברים הפנימיים מעוצבבים באופן שיאפשר . בכאבמסוגל לחוש

. ולא ממנגנון מכאני, ממנגנון כימיהראש נגרמים

במערכת העצבים . לחוט השדרה) ב"כאב וכיו, לחץ(מעבירה איתותים מערכת העצבים ההיקפית אם מסתובבים יחפים בחוף . אותות מהראיה והשמיעההמרכזית מעבדים את המידע יחד עם

סורי מידע סנ(והוא מפעיל רפלקס להרמת הרגל , ודורכים על עצם חד המידע עובר לחוט השדרה . כדי לבדוק אם נגרם נזק-למוחבמקביל נשלח איתות ). גורם להעברת מידע רגולטיבי

53

.ר.ד

). exitכמו (efferentויוצא דרך סיבי ) arriveכמו (afferentהמידע הסנסורי עובר דרך סיבים

בכל המוח משנה את צורתו . התפתחות מערכת העצבים שונה מהתפתחות האיברים האחריםמתרחשים בו כל . )התרבות תאים ותמותה (וממשיך להתפתח עד גיל ההתבגרות, מהלך ההריון . זעירים שקשורים לתהליכי למידה וזיכרוןהזמן שינויים

בה ( ראשונית - סוגי ניורולציה2יש . הצורה הראשונית של מערכת העצבים בגוף היא של צינור

).בה כמעט ולא נעסוק(ושניונית ). נעסוק הרבה : תהליכים3 הצינור מתרחשים בהיווצרות

פרוליפרציה )1 אינואגינציה )2 )הפרדה(ספרציה )3

, הם צריכים להתרבות כדי ליצור כיפוף החוצה. המקור למערכת העצבים הוא מהאקטודרם

ולא נודע כי בא אל ("והפתח נסגר אחריו, הוא נבלעלאחר שהוא חודר פנימה . ולהימשך פנימה .")קרבו

במרכז האקטודרם יש אזור שמתחיל לעבור . בנות בשלב הניורולהצינור העצבים מתחיל להי

מתחיל , באזור זה מתבטאים גנים מסוימים. neural plate -שם רואים את ה, דיפרנסיאציהוהתאים , nueral folds - קצוות השוליים מתרוממים ויוצרים את ה -ההתרבות של תאיםזה מביא את הצינור , נסגרים עצמםnural folds -יש מספיק תאים הכאשר . האחרים שוקעים . ויוצר צינור עצמאי, folds -שם הוא מתנתק מה, קצת יותר לעומק

המולקולות . notochord -ה, קיים מתחתיו צינור אחר) לפני הסגירה(מתחת לצינור המתפתח ם במקרה זה יש להם גו ;Wnt - וsonic hedgehogהחשובות ביותר בהתפתחות של כל איבר הם

הוא מגיע לתאים שהתחילו . ויוצר מפל ריכוזים, hedgehog מפריש notocord-ה. יבות מרובהחש - בתוך הsonic -חלבון הלהצטברות של זה גורם . sonic hedgehogוגורם גם להם להפריש , לרדת

neural tube .ה-כלומר - sonicגורם גם ליצירה של ה - tube ,וגם למילוי שלו .

-במהלכם העובר גדל מ, ימים10 - ונמשך כ)~18יום (וע השני של ההריון בשב מתחילשלב זה 1mm4 - לmm .

היא של מצגות בהסגירה המתוארת . הסגירה של התעלה לא מתרחשת לכל אורכה בו זמנית

בעכבר הסגירה היא ). השקף מאד לא טוב(למרות שמספר הימים המצוין הוא של אדם , עכבר -סגירה היא בשלביםבאדם ה. רונים להיסגר הם אזור המוח והזנבכשהאח, מהאמצע אל הצדדים

, neural tube defectsיש . ובחלקם דו כיוונית, בחלקם הסגירה היא חד כיוונית; במספר מוקדים :2 -נעסוק ב, שבהם יש בעיה בסגירה

spina bifida) ספר יש מ. צינור השדרה לא נסגר עד הסוף בחלק התחתון של הגוף-)שדרה שסועה : דרגות חומרה

ללא , שבו יש חסרה אחת החוליות-spina bifida occulta מהאוכלוסיה יש 5-20% -ב • לעיתים מופיעה (תופעות אחרות

הוא הטיפול . שבולטת מעל לעורשלפוחית -meningocelesבמקרים נדירים יותר מתקבל • .בדרך כלל באמצעות ניתוח קוסמטי בלבד

וזה -בתוך השלפוחית יש גם תאי עצב -myelomeningoceleש הריונות י800 מתוך 1 -ב • . בעיה ומקור לזיהומיםהופך להיות

אלא אם כן , וכחות של חלבון שלא אמור להימצא בדםבבדיקות שעורכים לנשים בהריון בודקים ננותנים כדי למנוע מקרים כאלו . סאונד-את הבעיה ניתן לראות באולטרא. עמוד השדרה דולף

). הניורולציה מתרחשת בשבוע השני( ההריון ובמהלכו לפני פולית וברזל 'לנשם חלאחר הניתוח נותנים לעובר . במקרים חריגים ניתן לעשות ניתוח בתוך העובר כשהוא עדיין ברחם

. להמשיך ולהתפתח בתוך הרחם

Anencephaly-עובר כזה מת בלידה. חסר במוח .

54

.ר.ד

. הצורה האופייניתכדי לקבל את ומנופח , פף הוא מכו-הלוחית העצביתלאחר יצירת תאי המוח הקדמי מתרבים - באדם. ליצירת המוח האמצעי והאחורי- קיפולים עיקריים2יש

המוח הקדמי . עד שלבסוף הוא מכסה על החלקים האחרים-הרבה יותר מאשר שאר חלקי המוח .חושבהוא החלק ה

הקדמית והאחורית מתפתחות . עיקריות) vesicles( שלפוחיות 3 מתקבלים neural tube -מההמוח האחורי . יניים הוא מרכז בקרהמוח הב. המוח הקדמי הוא החושב. ונותנות תתי שלפוחיות

בקרה על פונקציות , דיבור, בליעת רוק, עיניים, גפייםתיאום (החלק שעוסק בקואורדינציה הוא ). ב" וכיוטמפרטורה, נשימה, דם- חיוניות לחיים כגון לחץ

55

.ר.ד

שמשמעו , hemispheres 2למוח יש ):ותו לא(ואת המונחים דלהלן , ל"יש לזכור את השקופית הנ

. חצי כדור ). cereberalאו (cerebrumהחלק הקדמי של המוח נקרא

). cortex( החלק החיצוני הוא הקליפה - חלקים2פנימי הזה יש לחלק ה . cerebellarאו , cerebellum -המוח האחורי

לפעילויות גזע המוח הוא אחראי ). brain stem( ניתן לראות את גזע המוח cerebellum -מתחת ל . החיוניות

גם את גזע רי שכולל שהוא חלק מהמוח האחו( מסתיר את המוח האמצעי והמוח הקטן corlex -ה ). המוח הארוך (meduula oblongata הוא קיצור של meduula -ה). המוח

corpusמסתבר שלנשים יש . corpus callosum - אונות המוח מתרחש דרך ה2הקשר בין callosumלעומת , אצל גברים. טוב יותרולכן התקשורת בין האונות , גדול יותר מאשר גברים

במצבי אפילפסיה חמורה . מימדי- וגם כושר התפיסה התלת, ותח יותר חוש הטעם מפ- זאת corpus -הטיפול היחיד שהועיל לפני שהתפתחו טיפולים כימיים היה באמצעות חיתוך ה

callosum . באמצעותfuncrional MRI עיוורים. של מוחות בזמן פעולהניתן לבדוק את הפעילות ,אצל אנשים . רים לשמש לראיה עבור חושים אחריםבאזורים של המוח שאמו משתמשים - לדוגמא

וכשהסירו את , אזורים אלו החלו לשמש לחושים אחרים-לפרקי זמן ארוכיםשכיסו את עיניהם - אצל ילדים שיש להם גידולים מוציאים חלקים מהמוח. נדרשה תקופת התסתגלות לאור- הכיסוי

. והמוח יוכל להשלים ולפצות על החלקים האבודים

. יש חדר ימני ושמאלי; המכילים נוזל) חללים4( יש מערכת ניקוד המורכבת ממספר חללים במוחהוא . שמחובר לחדרים הימניים והשמאליים- באמצע המוח יש את החדר שנקרא החדר השלישי

CSF -הנוזל שעובר שם הוא ה. לתעלה שנמשכת לחוט השדרהמשם ו, מחובר גם לחדר הרביעי)cereberal spinal fluid .(שמייצרים מאות -יוצרים על ידי תאי אפיתל מיוחדיםהם מ ml של

הנוזל נותן . מנוקה ומוחזר, הנוזל נספג למערכת הדם. המוח ועמוד השדרהנוזלים ששוטפים את . פסולתוגם אפשרות למעבר של חומרי מזון ו, תמיכה והגנה

:יש גם מחלות שקשורות למנגנונים אלו

hydroencephaly-ניתוחים להקטנת הלחץ התוך . והראש מתמלא במים, ה במערכת הניקוז סתימ). ייצור מוגבר או דימום תוך מוחי,זה נגרם מסתימה(גולגולתי נעשו כבר בתרבויות קדומות

מרוקנים בבעיה אקוטית . ותאים יכולים למות מזה, שמלאים בנוזל המוח נדחף לצדדיםבמוחותוניים מנקזים את עודף הנוזל לחלל הבטן באמצעות במקרים כר. את האזור באמצעות מחט

. הנוזלים יכולים להיספג מחלל הבטן לדם. ")צינור דלף" או shunt (צינורית

56

.ר.ד

אם יש . יכולה גם לגרום לעליה הלחץ תוך גולגולתי) חיידקית או ויראלית(דלקת קרום המוח מקומות לאורך 2 - מCSF בניקור מותני מוציאיםולכן , סתימה או חיידקים הנוזל יהיה עכור

. לתרביתומזה מעבירים , כ במיקרוסקופ"משוום אותם בעין בלתי מזויינת ואח, עמוד השדרה

:מבנה חוט השדרה 2יש בו . לפי מטהכ) ventral(והבטן ) dorsal(חוט השדרה מצוייר תמיד כשהגב כלפי מעלה

זה ). שמכיל את הסיבים( הלבן ובהיקף החומר, שמכיל גופי תא, במרכז החומר האפור: אזורים . וגופי התא חיצוניים, שבו הסיבים פנימיים-הפוך מהמוח

, )שמתחברים לשריר(ניורונים מוטוריים : יש סוגים שונים של תאי עצב שמתחברים לחוט השדרהניורונים שמשמשים לעיבוד מידע (interneuron, )מעבירים מידע לכיוון חוט השדרה(סנסוריים . שעובר מצד אחד של עמוד השדרה לצידו השני-commisural, )רהבחוט השד

העברה של ). יותר ממטר-כלומר(וצאים מחוט השדרה עד לקצה האצבע יש תאי עצב שיכניסת המידע הסנסורי ). מיקרון20תא בגודל (ניוטריינטים למרחק כזה היא מטלה מורכבת מאד

שיחליטו אם להפעיל ) באמצעות אינטרניורונים(מעובד ושם הוא , יהוא תמיד מהצד הדורסאל . או לתת למוח להחליט, רפלקס

בנקודת החיבור חוץ מאשר , ברוב המקרים העצבים הסנסוריים והמוטוריים צמודים אחד לשני . לחוט השדרה

כתוצאה מהחוליות - )סימטריים (נמצאים במרחקים קבועים אחד מהשניהיציאות של העצבים ). מהרווחים שבין הסומיטים כתוצאה- ולמעשה(

אין ventral root -ב. dorsal root - הוא נמצא ב-)גנגליון(צבר של גופי תא בצד הדורסאלי יש . נמאים בתוך חוט השדרהגופי התא גנגליוניים משום ש

.שייך למערכת העצבים ההיקפיתשעצב השדרה העצבים שיוצאים ונכנסים הם חלק מ

21.6.07, אריה-ר ניסים בן"ד ניתן פעם בשנתיים' פתוח לתלמידי שנה ג, קורס לתלמידי מוסמך-מבנה ותפקוד מוח היונקעוד להרחבה על מבנה המוח מומלץ על קורס

האינפורמציה הסנסורית מגיעה . הגוף מגיב באופן אוטומאטי לסכנה או לחשש סכנה-רפלקסומידע יוצא דרך הצד , interneuron - האינפורמציה מעובדת ב). affarentסיבי (לעמוד השדרה

קל יותר - ככל שהגירוי חזק יותר. נעשית בעמוד השדרהעיבוד המידע . הונטראלי חזרה לאיבראבל העצבים שמוליכים , העצבים המרכזית' שייך למעspinal cord -ה. לגרום לפוטנציאל פעולה

. אליו וממנו שייכים למערכת ההיקפית

והעיבוד (מעבר זה . חלק מהמידע עובר למוח דרך סיבים אחרים -הבחוט השדרלמרות שיש עיבוד . לוקחים מעט יותר זמן) הקוגניטיבי

57

.ר.ד

:העצבים ההיקפית' תפקידי מע

החושים הידועים יש לגוף 5 -בנוסף ל(המרכזית העצבים ' להעביר מידע סנסורי למע • ). ריםטמפרטורה ואפילו מצב השרירים ותנוחת האיב, לחץ, בכאביכולת לחוש

גם , לא רק שרירים רצוניים-להעביר איתותים מוטוריים ממערכת העצבים המרכזית • . ב"הפרשת אינסולין והורמונים אחרים וכיו, שרירים לא רצוניים

: צורות עיקריות2 - הקישור בין המערכות מתבצע ב

cranial nerves") שמעצבבים את הפנים והגולגולת-")עצבי הגולגולת . spinal nerves-עצבי השדרה .

חוט השדרה מחולק . העצבים המרכזית יוצאים עצבי השדרה זוגות זוגות' ממע-נתחיל באחרונים

אבל שם זה לא , pelvicהתייחסנו אליו בתור (sacral - וcrevical ,thoracic ,lumbar - לאזורים חורים מיוחדים בעצמות החוליות יש. המספור מתחיל מחדש- בכל קבוצה). נמצא כלל בשימוש

ומעבירים מוטציה סנסורית , שמקרינים לזרועות ולגוף- זוגות31יש . דרכם יוצאים העצבים . ומוטורית

. הפנים והצוואר, הלועומעצבבים את , לריח, לטעם, העצבים לראיה' עצבי הפנים מחברים את מע זוגות 10). הריחראיה ו ( מהם מגיעים מהפריפריה ישר למוח2, זוגות של עצבי פנים12יש

oflactory - המידע על הריח מתקבל ב). ' וכוbrain stem ,medula -ל(ח האחורי מתחברים למוbulbs , שאר . שניהם נמצאים בחלק הקדמי של המוח-הראיה' עצבי מעובסמוך להם נמצאים

. מתחברים בחלקים האחורייםהעצבים אבל גם אזור הלשון ואזורים . גם אזור הלסתביניהם , מעצבב את הפנים) V )trigeminal' עצב מס . שטח רחב זו הסיבה שהרדמה מקומית מרדימה - אחרים

. ההבדלים בין עצבי הגולגולת לעצבי השדרה ניכר כבר בהתפתחות העובר

תפקידים 2 לה יש העצבים הסומאטית' מעהעצבים ההיקפית היא ' המרכיבים במ 3 - מאחד . טורייםומו) sensory(חישה : עיקריים

כיווץ השרירים (העיכול ' שאחראי על מע-enteric NS - הוא הההיקפית ' מרכיב נוסף של המע . בה לא נעסוק עוד). ב"וכיו

: 2 - היא מתחלקת ל. העצבים האוטונומית' העצבים ההיקפית היא מע' המרכיב השלישי במע 'סימפ-הסימפתטית והפארא

ומאפשרת לנו (ב " כמו נשימה וכיו-ת אוטומאטיותהעצבים האוטונומית שולטת על פעולו' מע

). לישון' מכבה את מע' הסימפ' המע). fight or flight(היא אחראית לתגובות למצבי לחץ -מעבר לכך

הרחבת , הגברת פעילות הלב, לעיוותים בבטן, גורמת לייבוש הפה. העיכול לפני מצב של לחימהההבדל ביניהם הוא . מרגיעה את הגוף)'סימפ-פארא(ס "הפ' המע. ב"אישונים וכיו

. כך איברי המטרה ידעו מי מפעיל אותם-הניורוטרנסמיטור

. מחוץ לעמוד השדרההעצבים האוטונומית נמצאים ' הגנגליונים של מע : ס"לפ' הס' יש מספר הבדלים בין המע

' הס'ואילו של המע, בחוט השדרהsacral - ומאזור המוחמגזע הס הוא "הפ' מקור המע )1 . חוט השדרהמאמצע הוא

נמצאים ליד חוט -'הס' ואיל של המע, ס נמצאים קרוב לאתר המטרה"הגנגליונים של הפ )2 . השדרה

י "מופעלת ע(ס היא כולינרגית "והפ, )י נוראדרנלין"מופעלת ע(היא אדרנרגית ' הס' המע )3 . תכונה זו מאפשרת לנו לפתח תרופות יעודיות). כולין- אציטל

או הסנסורית' במעיה עחוסר תגובה מכאב יכול להגרם גם כתוצאה מב -העצבים' מעמחלות של

. מבעיה בשליטה על השרירים

58

.ר.ד

:העצבים' ההתפתחות העוברית של מעמופרשים שככל הנראה , על הצינור רוכבים תאים. העצבים המרכזית נוצרת מצינור העצבים' מע

מכיוון שהם ) הרכס העצבי (neural crestנקראים תאים אלו . ים אותובועוז, מתוך צינור העצביםאבל יש להם גם תפקידים , העצבים ההיקפית' הם נותנים את מע. neural tube -על ה" רוכבים"

תופעה מפתיעה ; melanocytes(באופן מפתיע הם נותנים גם את תאי הפיגמנט בעור . אחריםואפילו חלק , נים במדולה של האדרנלההורמו' הם יוצרים חלק ממע, )שתאי עצב חוזרים לדרמיס

. מהסחוס של הפנים : מסלולים2 - יכולים לעבור באחד מneural crest - תאי ה

.)העצבים ההיקפית' ויצירה של מע( שעובר דרך הסומיטים -המסלול הדורסאלי . שהתאים משתלבים כפיגמנטים בעור- מסלול ונטראלי

. II -ע ה"בימי מלה) Nicole Le Douarin(ת צרפתיה המחקר על התאים האלו נעשה על ידי חוקר

היא התחילה לקחת אזורים ). שליו- כימרה עוף (chick-quail chimeraפיתחה את מערכת היא . את החלק אליווהכניסה , פתחה את ביצת עובר העוף, של שליו תורםneural crest - שונים מה

אפשר - רכים לדעת איזה תא מגיע מאיפהיש מספר ד. וראתה מה קורה- היא הדגירה את הביצים. לכן הוא נצבע באופן כהה יותרו, ו ההטרוכרומטין דחוס יותריבשל. בצבעDNA - לצבוע את ה

DiI -לאחר מכן היא הישתמשה גם ב. בשלבים מאוחרים יותר היא השתמשה בנוגדנים)pronaonced Die-eye(-שלא הורגים , יים מדובר בצביעה ויטאלינית באמצעות צבעים הידרופוב

כך שתוכל לראות את העובר -צבע שהיה מגביר את הניגודיות שלה היה גילוייםאחד ה. את התא . חלק מהאפרוחים אפילו יצאו חיים). שהיה שקוף(

' נותנים תאים ספציפיים של מע neural tube - הניסויים שלה הראו שאזורים מסוימים של האזורים מסוימים , ומאמצעיתוית צינור העצביםהאנטרית מתפתחת מתחת' המע: העצבים . ב"מלאנוציטים ואיברים אחרים וכיונותנים

כדי לראות אם -ומגילאים שונים, ממקומות שונים, עשתה גם הכלאות ממינים שוניםהיא

היא ראתה שבשלב מוקדם . או שהמסלול שלהם קבוע מראש, הסביבה משפיעה על התפתחותם . וכנראה מיקום הגוף הוא שמשפיע על הגורל-של איבריםחב יכולים לתת טווח רהם

:מסקנות

אין בעיה ) מאותו מקום(ואיזוטופית ) התורם והמקבל באותו גיל(מהשתלה איזוכרונית )1 . להעביר מאחד לשני

. לתת תאים שונים יכוליםcrest - תאי ה )2בתנאי (ה בהתאם לסביבהם מתנהגים ) ממקום אחד למקום אחר(בהשתלה הטרוטופית )3

). שמדובר בחלון זמן מסויים

24.6.07, אריה-ר ניסים בן"ד -התמיינות תאים

אולם המערכת מתקיימת בעקרון גם , העצבים של דרוזופילה' נעסוק בעיקר בהתפתחות מע . ובסוגים אחרים של תאים, בייצורים אחרים

עדיף להשתמש - בספריםהנושא מופיע. אלא נדרשת לו הכוונה מבחוץ- תא לא מתחיל כתא עצב

' מוטב להשתמש במהד. מראי מקום מדוייקים נמצאים במצגת. Gilbert -ולא ב, Wolpert -ב ). ומורכב מדי, התיאור חסרIII' ובמהד, יש טעות באחד האיוריםI' במהד(השניה

: שלבים3 -ניתן לחלק התפתחות ניורון ל

). proneural cluster(ניוראליים -בחירה של צבר תאים פרו )1מכיוון " תא גזע"לא נכון לקרוא לתא . neural precurser -מתוך הצבר בוחרים את ה )2

, תא זה מוליד סוגי תאים רבים. והוא מתקדם בכיוון ספציפי, שהוא כבר עבר התמיינות :אולם רק אחד יעבור לשלב הבא

. ייבחר אחד שיהיה ניורון-מתוך תאי האם )3

ביניהם גם תא אם שממנו יכול להתפתח , ם עם פוטנציאלים רביםניוראלי מכיל תאי-הצבר הפרו . עצב

59

.ר.ד

:קביעת הצבר נעשית באמצעות ביטוי גנים columnar - יש את הD-Vובציר , שמופיעים בפסיםsegment polarity genes יש A-Pבציר

genesבמקומות שבהם הגנים מצטלבים מתקבלים הצברים הפרו. שגם מופיעים בפסים - . תא אחד-)neuroblast(ניורובלסטים באזורים אלו מתקבלים . )clusters (ייםניוראל

. ניוראלי- של הצבר הפרו" נכדים" תאי העצב הם ה-למעשה. תא עצבתא זה עדיין אינו

• pro-neural cluster- בעלי פוטנציאל להניב ,אקטודרם-שהם חלק מהניורו קבוצת תאים אחד מהם יתפתח -הוא יוליד מספר תאים, דמתוך הצבר ייבחר תא אח(ניורובלסט ). לניורובלסט

• neuroblast) אוneural orecursor ,progenitor ולעיתים גם SOP1 או mother cell .( proneural genes -אם הוא ייחשף ל, בעלי פוטנציאל לתת תא עצבתאים אלו ל

שיש לו יכולת - ים וחתוליםבדומה לשיער השפם של כלב(תאים אלו נראים כמו שיער . המתאימים ). והוא אינו דומה לשיער האדם, חישה

• proneural genes-הם מעניקים לתא יכולת להיות תא אם. ניוראלי- מקדמים גורל פרו . -bHLH) basic Helixאנחנו נכיר משפחה שנקראת . הם פקטורי שעתוקproneural genes -ה

Loop-Helix .(האזור ה- basicתוק יודע לקשור של פקטור השעDNA תתי 2 רק בשיתוף עם

נעשית helix -האינטראקציה בין ה, מתחברים יחדhelix -יחידות ה. α-helixיחידות של מקבלת את הקונפורמציה שמאפשרת basicורק אז יחידת , )רצף מתירני יחסית (loopבאמצעות

יחידות (מים כהומודימרים לפע, פעילים בדרך כלל כדימריםbHLHיחידות .DNA -לו להיקשר ל ). יחידות שונות2(ולפעמים הטרודימרים ) זהות

העצבים ' מע (CNS -להתפתחות ה .bHLH's סוגים של 2במערכת העצבים של דרוזופילה יש יש בדרוזופילה . atonal -ההיקפית' ולמע, )achaete-scute complexאו (AS-Cיש ) המרכזית . bHLH בכל אחד יש ביטוי קצת שונה של - אחד מהם צת שונהכל , ניוראליים רבים-צברים פרו

:סיכום ביניים . ניוראליים שונים- כשכל אחד מהם מבטא גנים פרו, clusterיש ביטוי של

מכריז על עצמו בשלב כלשהו אחד מהתאים , גנים פרוניוראלייםמבטאים למרות שכל התאים "). עיכוב צידי "-lateral inhibition( ומדכא את התאים האחרים -כתא שולט

בשלב כשלהו אחד התאים . ברמה נמוכהbHLH -במצב ראשוני כל תאי הצבר מבטאים את הוכל השכנים מפסיקים , זה מוציא את המערכת מאיזון; מתחיל לבטא אותו ברמה גבוהה יותר

). trigger - אנחנו לא יודעים מה ה(זה נחשב לאירוע אקראי . bHLHלהפריש

מכיוון שפגיעה delta/notch נקרא bHLH - שבו עובר האות של ה) signaling pathway(המסלול . גורמת לפגיעה בהתפתחות הכנףבו

ופן מוגבר עם התאים האחרים היא באמצעות מגע באbHLHהאינטראקציה של התא שמפריש . עצמוהוא ישפיע גם על מסיס מכיוון שהוא לא יכול להיות דרך הפרשת אינהיביטור ; פיזי

באופן זה ; נמצא על השכן) notch(והרצפטור , נמצא על ממברנת התא המפריש) delta(הליגאנד , notch ואת deltaבמצב ההתחלתי כולם מבטאים את -למעשה. מדכא את שכניוהתא הדומיננטי

שמביא לביטוי מוגבר , bHLHמבטא יותר את התא הדומיננטי . כולם מדכאים את כולם-כלומר . בצורה חזקה יותרהשכנים שמדכא את התאים deltaשל

- כשה. כמו במסלולים הורמונאליים רבים) אין זרחון (secondary messengerבמסלול זה אין

notchנקשר ל - delta יש מספר פרוטאזות ומספר אתרי -למעשה (החלק הפנימי שלו מתנתק ומשבש את הקישור של , עובר לגרעיןbHLH -ה. bHLH פעילותומדכא את , )והתהליך מבוקר, ביקועbHLH . בתהליך זה יש הפרעה לקישור שלbHLH וגם בייצור של bHLH .

. downstream וגם upstream מעכב גנים שהם גם notchהאות של

1 sensory organ precursor

60

.ר.ד

Aחלבון (וגם משוב שלילי , )אחד הגנים מגביר את הייצור של עצמו(במסלול יש גם משוב חיובי transcriptionalמסלול כזה נקרא ). A הוא מעכב את ייצור Bהתגברות של עם ה, Bמעודד ייצור

network) מכיוון שהוא הולך בכיוונים רבים .(

-ניכנס קצת יותר לעומק הוא רפרסור של CSL. )חלבון גרעיני (CSL נכנס לגרעין הוא נקשר לחלבון המטרה notch - כשה

. ומשמש כאקטיבטורDNA - שנקשר ל יוצרים קומפלקסCSL - והnotch -ה. גן המטרההגנים ). רפרסורים (pro-neural genesייצור ההפעלה גורמת לביטוי של גנים שמדכאים

). achaete-scuteוחלבוני , bHLHמעכבים ייצור (ניורוגנים - שמתבטאים הם אנטי

המסלול ליצירת התא הדומיננטי ממשיך לבטא חומרים הדרושים לו להמשך -כתוצאה מהתהליך

. תא עצב

, Mash1 הוא AS-C -בעכברים ההומולוג ל. נמצאים בעכברים ובבני אדםמערכות דומות ביונקים המערכת מורכבת . לעיתים הם נקראים גם ניורוגנים. Math1 הוא atonal -וג לוההומול

עד שמתגלה , ngn - וdelta, notchכל התאים מבטאים . כך מתקבלים מספר סוגי ניורונים-יותר . ngn גנילדכא וגורם להם , deltaהוא מבטא יותר -התא הדומיננטי

. וגם במעי, הוא פועל גם באוזניים לישירת שעריות השמיעה - הוא כל כך יעילnotchהמנגנון של

ומתקבל גידול של תאים , הם לא מעוכבים-notchנפגע המסלול של יש גידולים סרטניים שבהם אבל הבעיה , notchתרופה שמעכבת למקרים כאלו יש . )תאים עובריים (של תאי אם שלא התבגרו

אבל , במוח התינוקא אמור להפסיק להתבטא הו( מתבטא גם באיברים אחרים notch -שהיא הוא notchגילוי נוסף לגבי ). העיכול לסיוע בחידוש המעי' להמשיך ולהתבטא כל החיים במע APP) amiloid precourserויכולה לחתוך גם חלבון בשם , שהפרוטאזה היא מאד מוצלחת

protein( -אחד החלבונים שמעורבים בהתפתחות אלצהיימר .

61

.ר.ד

הוא מורכב משערית המכילה . external sensory organ -שה שאנחנו עוסקים בו הוא האיבר החימתא אם מקור ארבעתם . התא התומך ותא החישה, תא הבסיס, השערית עצמה- סוגי תאים4

. אחד). כל אחד מהם מבטא גנים אחרים( תאי בת שונים 2 הוא נותן - הפריקורסור הוא הניורובלסט

. sheath -הניורון והוהתא השני יתן את , hair - והsocket -תן את הבשלב הבא תא אחד יי אחד המסלולים אמור -במסלול שתיארנוהעובדה שיש לנו תאים מסוגים שונים נובעת משימוש

- הבת שמנו לא מתפתח ניורוןולכן בתא , והמסלול השני לא אמור לייצר ניורון, ליצור ניורון . deltaי של יש ביטובתא השני . notchמתבטא

2 -אבל תא אם יכול להתחלק ב. לקבלת צבר, תאי האם מתחלקיםבמצב התפתחותי רגיל

לול אנכי סואילו במ, תאי בת שונים2 כשמישור החלוקה הוא אופקי מתקבלים - מישורים. מרוכזים באזור מסויים בתא חלבונים יכולים להיות - בתוך התא. תאי בת זהים2מתקבלים

. שנמצא בתא בצורה אסימטרית- numbאחד מהם הוא . תאים2ול להבדיל בין החומר הזה יכ ולכן הוא - לא פעילnumb ,notch אם יש - כלומר (numb מעוכבת על ידי notchהפעילות של

וכך נקבע , סימטרי- וגם הוא א, )בשלב השני (2 - תא בת זה גם מתחלק ל). ניורונאליממשיך לכיוון . sheath cell -איזה הופך לו,איזה תא הופך לניורון

!על השיעור לפני התרגילצריך לחזור ! אין תרגיל השבוע ! שיעור חזרה-שבוע הבא: מסתמן

והוא מצתמצם ככל שהוא , יש פוטנציאל רחב-ברוב איברי הגוף ההתמיינות היא הדרגתית

מסויים ההתחייבות למסלול. יש תאים שיכולים לשנות את המסלול שבו הם נמצאים. מתקדם . נעשית על ידי הפעלה ושיתוק גנים

28.6.07, אריה-ר ניסים בן"דאבל גדל עם התקדמות , קיים בכל הייצורים. הוא האזור החושבcereberal cortex -ה

). neo-cortexולכן נקרא גם (האבולוציה המהדורה-בעדיפות שניה אחרי זה, עדיפה ללימוד החומרWolpertהמהדורה השניה של

. עדיף לא ללמוד מהמהדורה השלישית. הראשונה . האיורים ועיקרי הרעיונות מופיעים במאמרים המופיעים במצגת

שמתפתח והיום הוא כל המוח המזוהה , telenecephelon -מתפתח מה) ק"ס(הקורצקס הסרברלי

ק כשבחל, ושם מתבצעת עיקר החשיבה ועיבוד הנתונים, בקורטקס יש את גופי התא. מבחוץ הפנימי יש

. גרם30ולחתול , ג" ק6לפיל יש מוח ששוקל . )פחות מהעור (ג" ק1.4 - מוח של אדם בוגר שוקל כ

-יש קשר; )לדולפינים יש מוח גדול יותר מלאדם (האינטיליגנציה לא עומדת ביחס ישיר לגודל . אבל הוא לא ליניארי

כל כך הרבה כדי שיווצרו ). 1011(במוח האדם יש יותר ניורונים מאשר כוכבים בשביל החלב אם נפרוש . אלף ניורונים בדקה במהלך ההתפתחות העוברית250ניורונים יש צורך בחלוקה של

). מ"במצגת מופיע בטעות ס( מטר רבוע 25ק הוא יתפוס שטח של "את כל הס ). יוםכחצי ליטר ב(כשיש ייצור בלתי פוסק של נוזל חדש , ל נוזל בכל רגע נתון" מ150 -יש כ

והשתפרו , אז גברה ההתעניינות (1900עובדה זו התגלתה בסביבות . המוח מכיל סוגי תאים שונים

Santiago Ramon Y: חוקרים תרמו מאד להתפתחות התחום בראשית דרכו2). המיקרוסקופיםCajal) ויש סוגי , הוא שם לב לכך שבמוח יש שכבות. שפרסם ספר בספרדית, )1852-1934, כחל) Camillo Golgi) 1843-1926 רופא איטלקי בשם -בתקופתו פעל מלומד אחר. ם שוניםתאי

, חלק מהשיטות שלו צובעים את כל התאים. שהראו לו תאים בודדיםשפיתח שיטות צביעה . וחלקם צובעים רק חלק מהם

אל מתחת, אקסונים רבים נכנסים פנימה. קודם נתקלים בקליפה-אם נסתכל אל המוח מלמעלה

זה ; ואילו החומר האפור נמצא בחוץ) החומר הלבן(ק האקסונים נמצאים בפנים "בס. לקליפה . והלבן הוא חיצוני, לעמוד השדרה שם החומר האפור הוא פנימיהפוך

62

.ר.ד

וגופי תאים , בחוץ חומר אפור, בליבה החומר הלבן-כחל הבחין בצביעות שלו בכמה שכבות . באמצע

, שהבחין שיש בקורטקס אזורים עבים יותר) Brodmann) 1868-1918בתקופתם חי בגרמניה

בהסתכלות מיקרוסקופית הוא הבחין שגם שם יש הבדלים בין . )היסטולוגיה (ודקים יותרהיום אנחנו יודעים שאזורים אלו שונים לא . עשה מפה של המוחעל סמך זה הוא . האזורים האלו

. אלא אפילו בביטוי הגנים, רק במראה

.באזורים השונים יש פונקציות שונות, ת השונותלשכבו

סביב אזור שיש בו ) מתרבה(מערכת העצבים מתפתחת . neural tube - תאי המוח מתפתחים מה ventricular zone - האזור שליד החדר נקרא ה. )וכך גם מרכז המוח, חלל העצבים מלא נוזל(נוזל

עם . בסופו של דבר את תאי המוחשיתנו) תאי אם(שם מתרחשת הפרוליפרציה של התאים תא יכול לנדוד מספר -לא כל נדידה היא קבועה. מתחילה להתרחש נדידה-התרבות התאים

. או הופכים לתאי עצב, התאים צריכים להחליט אם הם ממשיכים להתרבות. פעמיםרובלסט או תא אם אחד וניוneuronal stem cells 2 יכולים לתת ventricular zone - תאי האם ב

עליו ( bHLHברגע שאחד מהתאים יהפוך לניורובלסט יופעל ). שיכול לתת תא עצב או תא גליה(בתהליך . תאי אם זהים2 נקבל - אם הוא מתחלק סימטרית-שתא רוצה להתחלקכ. )למדנו כבר

חלבון שממילא ול של צזה פשוט ני( משמש לסימון אזורים מסויימים בממברנה notch - זה ה ). בשלב אחר- כתנמצא במער התא מתחלק - מתחלקים בתוך התא) חלק תחתון (numb - וה) חלק עליון (notch - לאחר שה

. והתא התחתון ישאר תא אם, התא העליון יתן ניורובלסט-באופן אסימטרי

הנדידה נקראת . דרך הקורטקס, )לגולגולת(החוצה ) ventrical( מהמרכז -תהליך נדידת התאים. ושלוחה בצד החיצוני, לניורובלסט יש גוף תא בחלק הונטראלי). מה לקרני שמשהיא דו(רדיאלית

nuclearהתהליך נקרא , מסיע את עצמו לעבר מרכז התאבשלב הנדנדה הראשון גוף התא translocation ,כדי . והתא הולך ומתעבהבשלב השני נוצרים עוד תאים . או נדידה ניורופילית

). תאים שנמתחים מהחלק העליון לתחתון(תאי גליה ך על ידי הוא נתמ - שהתא לא יפול חזרה .נדידה זו היא נדידה גליופילית

בשלב השלישי הניורונים עוברים . PP - וventrical ,ventrical zone - שכבות3בשלב זה יש במוח ). plate -שעתיד להתפתח ל, PP) pre plate - לVZ -מה

מכיוון . מכאן מתחיל השלב המאוחר.VZ -ב) להתחלק (משך כל זמן זה ממשיכים להיוולד תאים

ובנוסף , )IZ) intermediate zone -ה נודדים דרך PP -התאים שנמצאים ב -שהופך להיות צפוףנעזרים ()CP) cortical plate - נולדים משלב זה מגיעים לכל הניורונים ש. 2 - מתחלק לPP -הלכך

. CP - ייעלם ויהפוך ל, בתאים יתמלאIZ -בסוף התהליך ה. )בתאי הדליה

63

.ר.ד

האם ההתמיינות מתרחשת - נשאלה השאלה. למינציה- יוצרים שכבותCP -התאים שמגיעים ל. כדי לענות על השאלה הזו היה צריך לדעת מתי התא נולד. או בשלב מאוחר יותר, בשלב ההכפלה

-היום משתמשים ב. )חלוקה (S כשהתא בשלב - הזריקו לתא תימידין רדיואקטיבי,בעבר, לשם כךBrdU) uridinedeoxybromo ( ,יורידין זה נכנס ל- DNA) למרות שהוא שלRNA( , ובגלל שהוא . ולצבוע את התא באופן ספציפי, אפשר לייצר נגדו נוגדנים-רוםבמכיל

ביום הלידה הניורון -כלומר. שלו" יום ההולדת"בניסויים רואים שמיקום התא נקבע בהתאם ל ). בניית השכבות נעשית במקביל להתמיינות התאים(זה שכבה הוא צריך להיות יודע באי

. הוא היום שבו התחלק הניורובלסט שעליו אנחנו מסתכלים" יום ההולדת"

היא ממש לפני 6 -ו, יותר חיצונית היא 2שכבה -השכבות במוח מסודרים מהחוץ כלפי פנימהתר ככל שתא נולד מאוחר יו. 6לדו אחרי תאי שכבה נו2תאי שכבה . )ventricle -ה(החומר הלבן

מספור (ולכן מספר השכבה שלו הוא נמוך יותר , )יותר החוצה(הוא מגיע קרוב יותר לגולגולת -inside-out laminationהתפתחות כזו נקראת ). שידעו את ההתפתחותהשכבות נעשה לפני

. וחוזר חלילה, ועומד בסוף,רונים שנולדו לפניועובר דרך כל הניו, הניורון שנולד

. ולכן היא שונה, PP - נוצרת מתאי ה1שכבה

. gliaונודדים בלי , VZ -התאים נולדים ב )1 . gliaבשלב שני צריך תאי )2 . וכל התאים החדשים נכנסים ביניהם2 - מתחלק לpre plate -ה )3 . בות השכ2בין , ומסתדרים מאחוריהם, התאים החדשים עוברים את השכבה הראשונה )4

2 מיום ניורובלסטיםלשם כך לקחו . נותר עוד לבדוק אם היום שבו התא נולד מקבע את התא

cell( נדע שגורלו נקבע על ידי התא 2לשכבה אם התא יגיע . 6והכניסו אותם למוח ביום autonomous .(נדע שהמארח קובע את -אם התא יגיע לאותו מקום שאליו מגיעים תאי המארח . )host fate (מיקום התאים

אם תופסים תא שעוד לא . ויש ימים שלא-הסתבר שיש זמנים שבהם אפשר לקבוע גורל תאיםאם ). ולקבל את גורל חבריו(הוא עוד יכול להשתנות ) Sלפני או באמצע שלב (סיים את המיטוזה

א רק מכאן אנו למדים של. והוא לא יכול לשנות את גורלו-התא בסוף המיטוזה משהו בו משתנה . אלא גם התאים האחרים-יום ההולדת קובע את המיטוזה

אבל לא נעסוק , תאים שהגיעו לתוך הקורטקס יכולים לנדוד-יש גם נדידה לא רדיאלית של תאים

. בזה

10:00 -יום ראשון )אורי גת (11:00-12:00 -חמישי

1.7.07, אריה-ר ניסים בן"ד :חזרה קצרה, בבוגר יש אזורים שיש בהם תאי גזע ניורונאליים. neuronal stem cellsתונה יש בשכבה התח

כדי -תאי הגזע מתחלקים באופן אסימטרי. העצבים המרכזית' אבל הם לא פזורים בכל מעוהם תוחמים את האזור שבו , 2 - מתפצל לpre-plate - ה. שנקבל גם תא גזע וגם תא עצב

-כשהקורטקס מתעבה. בחלק החיצוני יותרהתאים הזקנים יותר נמצאים. הקורטקס הולך לגדול . glia mediated relocationהתאים עושים

:ארגון של תאי העצבנעבור לעסוק במחלות הקשורות ל

Lissencephally") ר כדי " מ25 בניגוד למצב הרגיל שבו מגדילים את שטח הפנים עד -")מוח חלק

רואים את ההפרדה בין האזור הלבן בחתך של מוח של אנשים חולים , כל התאיםלהכיל את . MRIניתן לראות זאת גם באמצעות . אבל אין את כל הקיפולים האופיניים למוח רגיל, והאפור

. לחולים יש מוח חלק וחדרים מוגדליםובדרך כלל , לעיתים קרובות גם מאפילפסיה, ילדים הסובלים מהמחלה הם בעלי פיגור שכלי

. גורמת למוות בגיל צעיר

64

.ר.ד

ויכולה להיות , היא יכולה לנבוע מסינדרומים אחרים-ה לא בהכרח עומדת בפני עצמההמחל . קשורה למין ולא קשורה למין

החוסרים ). MBהרבה מאד (17 בכרומוזום deletion -מבחינה גנטית רואים שהמחלה קשורה ל

. חוסריםה אזורי החפיפה בין בדקו אתכדי למפות את האזורים האלו ו, היו במקומות שונים ?LIS1לאזור חפיפה זה קראו

זה הגיוני שהחולים הטרוזיגוטים כיוון . LIS1 -החולים הטרוזיגוטיים למוטציה בהתברר ש .שהמחלה ספונטאנית

אחד המופעים גורם לבעיה . להסתכל על הומוזיגוטיםצריך כדי לראות את המחלה בעכברים הם לא עוברים כראוי בין -רגנים בשכבות התאים לא מתא- בנוסף לכך, pre plate -בפצול של ה

. תאי העצב האחרים

double cortex-) sub cortical band heterotopia ;יש כאן . זר-טופיה, שונה-הטרו= הטרוטופיהניתן לראות זאת גם בחתך של המוח וגם . בקיצורDCXנקרא גם ). שכבה זרה מתחת לקורטקס

-ניתן לראות את הבעיה אפיל וב. ומר הלבן של המוחבה רואים שכבה נוספת מתחת לח, MRI -בUSבזמן ההריון .

-ואם אין עותק תקין של הגן) אחדxיש (בזכרים . x linked lissencephalyהתברר שהמחלה היא - אם תהיה מוטציה באלל אחד נקבל את ה-בנקבות. בכל מקרה lissencephallyולכן הם יפתחו

sub cortical band heterotopia) היא תפתח את העותקים פגומים 2ואם ) המופע הפחות חמור . lissencephallyהמופע החמור יותר של

-וגם ב, התפקיד של הגן כדי לראות את knock-outמחקר של גנים אלו עושים האמצעות עכברי

knock-outו - knock-inכדי לבדוק את התפקוד הספציפי שלו, הספציפית עם המוטציה .

The reeler mutant- ויש להם בעיות , הם לא כל כך חכמים. בעכברים את המחלה הזו גילומחלה ). וזה גורם לבעיות המוטוריות ולבעיות הקואורדינציה(יש לו בעיה גם בצרבלום -מוטוריות

וליצור ( הניורונים לא יכולים להיכנס בין השכבות -מכיוון שכך. לא מתפצלPP - זו מתחילה כשהקבל מוח מת; התאים לא יכולים להיכנס בין קודמיהם- כיוון שאין פיצול). cortical plate - את ה

inside-in מתפתח reeler -הקורטקס של ה). ביחס לקורטקס נורמלי (שהשכבות בו בנויות הפוך ). inside-outולא (

וא ממשיך אבל ה- כשתינוק נולד יש בו את כל תאי המוח. זו רק ההתחלה של התפתחות המוחזו הסיבה (במוח הקטן יש עדיין פרוליפרציה אחרי הלידה. לגדול מכיוון שמתפתחים סינפסותרואים את (חלק מההתפתחות של המוח תלוי גם באפופטוזיס . )לחוסר קואורדינציה של העתינוק

. הסינפסות יכולים להשתנות כתוצאה מלמידה ומחוויות אישיות). C. elegans - זה יפה ב

:חןהמב . רוב השאלות הן שאלות ידע . יש שאלות הבנה וחשיבה . ללכת לספר או למאמר- מה שלא ברור. המלאותכדאי להשתמש במצגות

. 4ם צריך לבחור את המשפט הלא נכון מתוך כשברוב- "מרובי בחירה"רוב השאלות . ת נקודו3כל שאלה שווה בערך . יש שאלות של מתן שמות לאיברים או לחלקים שלהם

. לא ייכלל בשאלות-מה שלא נלמד

אורי גת11:00 - חמישי