Embryonale Induktion

Embryonale Induktion

Induktion, die Fähigkeit einiger Zellen, in anderen eine spezifische Entwicklungsreaktion hervorzurufen, ist ein weit verbreitetes Phänomen in der Entwicklung. Die klassischen Experimente wurden 1924 von Hans Spemann und Hilde Mangold berichtet. Wenn ein Stück dorsale Blastoporenlippe aus einer Salamandergastrula in eine ventrale oder laterale Position einer anderen Salamandergastrula transplantiert wurde, invaginierte es und entwickelte ein Notochord und Somites. Es induzierte auch das Wirtsectoderm, um ein Neuralrohr zu bilden. Schließlich entwickelte sich ein ganzes Organsystem, in dem das Transplantat platziert wurde, und wuchs dann zu einem fast vollständigen sekundären Embryo heran (Abbildung 8-15). Diese Kreatur bestand teilweise aus transplantiertem Gewebe und teilweise aus induziertem Wirtsgewebe.
Es wurde bald festgestellt, dass nur Transplantate von der dorsalen Lippe der Blastopore in der Lage waren, die Bildung eines vollständigen oder fast vollständigen sekundären Embryos zu induzieren. Dieser Bereich entspricht den mutmaßlichen Bereichen der Notochord-, Somites- und Prächordalplatte. Es wurde auch festgestellt, dass nur das Ektoderm des Wirts ein Nervensystem im Transplantat entwickeln würde und dass die reaktive Fähigkeit im frühen Gastrula-Stadium am größten war und mit zunehmendem Alter des Empfängerembryos abnahm.
Spemann bezeichnete den dorsalen Lippenbereich als primären Organisator, da er das einzige Gewebe war, das die Entwicklung eines sekundären Embryos im Wirt induzieren konnte. Er nannte dieses induktive Ereignis auch primäre Induktion, weil er glaubte, es sei das erste induktive Ereignis in der Entwicklung. Nachfolgende Studien zeigten, dass viele andere Zelltypen durch induktive Wechselwirkungen entstehen, ein Prozess, der als sekundäre Induktion bezeichnet wird.
Normalerweise wirken Zellen, die differenziert sind, als Induktoren für benachbarte undifferenzierte Zellen. Timing ist wichtig. Sobald ein primärer Induktor in einigen Zellen ein bestimmtes Entwicklungsmuster in Gang setzt, folgen zahlreiche sekundäre Induktionen. Was entsteht, ist ein sequentielles Entwicklungsmuster, das nicht nur Induktionen, sondern auch Zellbewegungen, Veränderungen der adhäsiven Eigenschaften von Zellen und Zellproliferation umfasst. Es gibt kein „fest verdrahtetes“ Master-Bedienfeld, das die Entwicklung steuert, sondern eine Abfolge lokaler Muster, in denen ein Entwicklungsschritt eine Untereinheit eines anderen ist. Indem Hans Spemanns Induktionsexperimente zeigten, dass jeder Schritt in der Entwicklungshierarchie eine notwendige Vorstufe für den nächsten ist, gehörten sie zu den bedeutendsten Ereignissen in der experimentellen Embryologie.