Рис. 17.10. Карта зачатков трофобластов и внутренней клеточной массы бластоцисты мыши в возрасте 3-5 дней. (По Gardiner R. L, 1975. In: Developmental Biology of Reproduction, ed. by C. Marken and J. Papaconstantinou, Academic Press, New York.)
8 клеток клетки тотипотентны; каждая из них может дать начало клеткам любого типа. Тотипотентность была показана путем трансплантации клетки 8-клеточного эмбриона одного генотипа в 8-клеточный эмбрион другого генотипа и проверки генотипов клеток плаценты и зародыша, который развился из созданного таким образом эмбриона-химеры. Для определения генотипа в экспериментах часто используют электрофоретически разделяемые варианты ферментов. На стадии 64 клеток (бластоциста) эмбрион, однако, состоит уже из клеток двух хорошо различимых типов: клеток внешнего слоя, или трофобластов, и клеток внутренней клеточной массы (ВКМ). Клетки бластоцисты уже не являются тотипотентными.
Считается, что первый сигнал к тому, чтобы сестринские клетки вступили на различные пути развития, поступает на стадии 16-клеток (стадия морулы), когда в силу геометрических причин некоторые клетки оказываются со всех сторон окруженными другими клетками (inside — outside hypothesis). Вероятно, среда внутренних клеток отличается от таковой внешних клеток, которые находятся в контакте с яйцеводом. Этот позиционный сигнал вызывает первый шаг в детерминации клеток. К стадии бластоцисты эта ситуация становится очевидной благодаря разделению клеток на трофобласты и ВКМ. Однако дальнейшая судьба клеток ВКМ еще не определена. Отдельные клетки могут быть трансплантированы из ВКМ бластоцисты одного генотипа в ВКМ бластоцисты другого генотипа, где они принимают участие в процессе развития и дают начало химерным мышам, имеющим клетки двух разных генотипов. Показано, что одна клетка ВКМ дает начало дочерним клеткам, которые могут затем участвовать в образовании клеток любого типа у взрослой мыши. Сам зародыш развивается из нескольких клеток ВКМ; остальные клетки образуют ткани, не принадлежащие зародышу, такие, как плацента (рис. 17.10).