Predictive molecular features of developmental competence in mouse embryos bisected at the 2-cell stage
Final Report Abstract
Unter Verwendung des Modellsystems der eineiigen Zwillinge setzten die Co-PIs Michele Boiani und Verena Nordhoff mikromanipulationsgestützte Embryonenbisektion, Einzelblastomerenkultur, Einzelzell-Transkriptomanalyse, Immunfluoreszenz und mRNA FISH ein, um die Verteilung der zygotischen Totipotenz auf die Blastomere des 2-Zell-Stadiums in der Maus als Modell der menschlichen Reproduktion zu untersuchen. Unsere publizierten Arbeiten zeigten, dass 1) in der Mehrzahl der Fälle die beiden Blastomeren desselben 2-Zell-Embryos unterschiedliche Zahlen an Epiblastzellen produzieren, unabhängig davon, welches Medium für die Embryonenkultur verwendet wurde. Dies führte dazu, dass nur ein Zwilling des monozygotischen Paares bis zum Termin überlebte; 2) die für die unterschiedliche Totipotenz verantwortlichen Faktoren haben ihren Ursprung in einer inhomogenen Verteilung der Moleküle in der Eizelle, kombiniert mit der (zufälligen) Orientierung der ersten Teilungsachse nach der Befruchtung; 3) einer dieser Kandidaten ist das Produkt des epiblastbezogenen Gens Cops3. Umweltfaktoren, wie z.B. die Zusammensetzung von Kulturmedien einschließlich Wachstumsfaktoren, z.B. GM-CSF, können die soeben erwähnten phänotypischen Effekte verstärken. Diese Befunde reaktivieren die Diskussionen über die jeweilige Rolle von regulativen Prinzipien gegenüber "Mosaik"-Merkmalen (Segregation) in der frühen Säugetierentwicklung.
Publications
- ART media act as modifiers that substantially influence embryo survival. ESHRE in Geneva, Hum Reprod, Volume 32 Suppl. 1 abstract book page 1235, 2017
Casser E, Israel S, Schlatt S., Nordhoff V, Boiani M
- Effect of granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) on early embryo development. 5. DVR Kongress in München, J. Reproduktionsmed. Endokrinol. 14: 221-249, 2017
Pock T, Schlatt S, Boiani M, Nordhoff V
- Totipotency segregates between the sister blastomeres of two-cell stage mouse embryos. Sci Rep. 7(1):8299, 2017
Casser E, Israel S, Witten A, Schulte K, Schlatt S, Nordhoff V, Boiani M
(See online at https://doi.org/10.1038/s41598-017-08266-6) - Does GM-CSF induce cell lineage specific differences during pre-implantation development? ESHRE in Barcelona, Hum Reprod. Volume 33, Issue suppl., 2018
Pock T, Schulte K, Schlatt S, Boiani M, Nordhoff V
- Retrospective analysis: reproducibility of interblastomere differences of mRNA expression in 2-cell stage mouse embryos is remarkably poor due to combinatorial mechanisms of blastomere diversification. Mol Hum Reprod. 24(7):388-400, 2018
Casser E, Israel S, Schlatt S, Nordhoff V, Boiani M
(See online at https://doi.org/10.1093/molehr/gay021) - Cell-lineage specific effects of Granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) in mouse blastocysts J. Reproduktionsmed. Endokrinol. 16 (5): 228-246, 2019
Pock T, Schulte K, Schlatt S, Boiani M, Nordhoff V
- Differences in blastomere totipotency in 2-cell mouse embryos are a maternal trait mediated by asymmetric mRNA distribution. Mol Hum Reprod. 25(11):729-744, 2019
Casser E, Wdowik S, Israel S, Witten A, Schlatt S, Nordhoff V, Boiani M
(See online at https://doi.org/10.1093/molehr/gaz051) - GM-CSF influences pre-implantation embryos by modulating cell fate and cell identity in the trophectoderm. ESHRE in Wien, Hum Reprod. Volume 34, Issue suppl 1, 2019
Pock T, Schulte K, Schlatt S, Boiani M, Nordhoff V
- Multiplying embryos: experimental monozygotic polyembryony in mammals and its uses. Int J Dev Biol. 63(3-4-5):143-155, 2019
Casser E, Israel S, Boiani M.
(See online at https://doi.org/10.1387/ijdb.190016mb) - Placental morphology remains unaffected by addition of GM-CSF. J. Reproduktionsmed. Endokrinol. 16 (5): 228-246, 2019
Ogoniak L, Pock T, Schulte K, Schlatt S, Boiani M, Nordhoff V
- Totipotency continuity from zygote to early blastomeres: a model under revision. Reproduction 158(2):R49-R65, 2019
Boiani M, Casser E, Fuellen G, Christians ES.
(See online at https://doi.org/10.1530/REP-18-0462) - Placental morphology remains unaffected by addition of GM-CSF during pre-implantation development. ESHRE 2020 online, Hum Reprod, Volume 35, Issue Supplement 1, 2020
Nordhoff V, Ogoniak L, Pock T, Schulte K, Schlatt S, Boiani M
