У людському ембріоні є клітини, які роздають вказівки іншим.
Ембріональний розвиток багатьом здається процесом майже містичним: ну як же це, з однієї єдиної клітини - і раптом ціла людина (або корова, або риба, і т. д.). Однак в ембріональному розвитку є свої закономірності, які діють буквально в будь-якому ембріоні, будь то зародок риби, птиці або звіра.
Хоча біологи досить давно почали вивчати зародки, що розвиваються, до пори до часу це були просто спостереження: ембріональні клітини ділилися, ембріон змінював форму, в ньому з'являлися зачатки органів тощо. Але як клітини дізнаються, що їм потрібно переміститися туди або сюди, як вони дізнаються, ким бути?
На початку 20-х років минулого століття ембріологи Ганс Шпеман і Хільда Мангольд виявили у зародків амфібій групу клітин, яку назвали організатором - ці клітини вказували іншим, як їм розвиватися. Та ділянка зародку, де сидить організатор, формує хорду, нервову трубку (зачаток центральної нервової системи) і зачатки ще деяких тканин.
Клітини організатора пересаджували іншому зародку в інше місце - і в результаті у зародка з додатковим організатором з'являвся другий комплект хорди і нервової трубки, хоча без другого організатора в тому місці, куди його пересадили, повинні були виникнути інші тканини.
Завдяки зародковому організатору (або організатору Шпемана) біологи зрозуміли, що за ембріональним розвитком можна не тільки спостерігати, а й маніпулювати ним, змінюючи долю тих чи інших частин зародку.
Перший організатор знайшли у саламандр, потім такі ж клітинні зони виявили у жаб, птахів і мишей. З середини 90-х років стали з'являтися роботи, присвячені молекулярному устрою ембріонального організатора: спочатку вдалося з'ясувати, які сигнальні білки включають гени, які надають зародковим клітинам керуючі властивості, потім розібралися в молекулярних відмінностях всередині самого організатора.
Нарешті, 2007 року завдяки мишиним ембріонам стало ясно, що сигнали, які роблять організатор організатором, приходять до ембріона ззовні - з тих тканин, які його оточують і живлять.
І весь цей час дослідників мучило питання: чи є ембріональний організатор у людини, з одного боку, їх не може не бути, з іншого - всяку гіпотезу, навіть самоочевидну, потрібно підтверджувати експериментально.
Але експерименти з людськими ембріонами в багатьох країнах досить сильно обмежуються спеціальними законами. Тому дослідники з Рокфеллерівського університету пішли обхідним шляхом: вони зімітували розвиток ембріона в лабораторії.
Спочатку ембріональні клітини людини вирощували на спеціальних носіях, на яких клітини могли б скластися в ембріоноподібні структури; одночасно їх обробляли сигнальними білками, що направляють розвиток зародку. І, як виявилося, в деяких клітинах під дією сигнальних білків включилися гени, які працюють саме у клітин ембріонального організатора.
Більше того, коли ці клітини пересадили зародку курки, у нього з'явився другий зачаток нервової системи - крім свого власного, сформованого під дією власного організатора. Тобто клітини людини вказали клітинам курки, що їм робити - рівно так, як клітини одного зародка саламандри стали керувати клітинами в іншому зародку саламандри в дослідах Шпемана і Мангольд.
Людські клітини, таким чином, вели себе як справжній зародковий організатор, і в статті в Nature автори пишуть, що і система молекулярних сигналів в них працювала та ж сама, що і у всіх інших організаторах.
Зовсім не виключено, що в людському організаторі є якісь відмінності від організаторів інших організмів. Деякі з таких відмінностей можна дізнатися, експериментуючи з вищеописаною модельною системою, коли ембріоноподібні структури отримують в лабораторії, інші ж особливості, можливо, стануть зрозумілі, тільки якщо вивчати натуральний зародок.
Але так чи інакше, навіть зараз можна отримати масу інформації про індивідуальний розвиток людини (і про аномалії розвитку), вводячи мутації в клітини зародкового організатора і спостерігаючи, чим все закінчиться - саме такі експерименти автори роботи планують почати найближчим часом.