This article was downloaded by: [Eindhoven Technical University]On: 20 October 2014, At: 05:33Publisher: Taylor & FrancisInforma Ltd Registered in England and Wales Registered Number: 1072954Registered office: Mortimer House, 37-41 Mortimer Street, London W1T 3JH,UK

Bolletino di zoologiaPublication details, including instructions forauthors and subscription information:http://www.tandfonline.com/loi/tizo19

Studio cinematografico sulleprime fasi di segmentazionedell'uovo di topoAnna Cassini a ba Comitato nazionale per l'Energia nucleare,Divisione di Biologia e Protezione sanitariab Gruppo di Ricerca per l'Embriologia , Frascati(Roma)Published online: 14 Sep 2009.

To cite this article: Anna Cassini (1961) Studio cinematografico sulle prime fasidi segmentazione dell'uovo di topo, Bolletino di zoologia, 28:2, 253-259, DOI:10.1080/11250006109438338

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A N N A C A S S I N I Comitato nazionale per I’Energia nucleare

Divisione di Lliologia c Protezione sauitaria - Gruppo di Kicerca per I’Embriologia.

Frascati (lioma)

Studio cinernrrtografico siille prime fasi

di segrnentazioae dell’ IIOVO di topo.

Le condizioiii di sopravrivenza in uifro tlelle uova dei mammi- feri, in particolare dei rorlitori, sono oggetto cli studio da molti anni e recenteniente sono stati coiiipiuti nuiuerosi tcntativi di seguire, fuori dall’organisnio materno, l’evoluzione (lei fenomeni nucleari e citoplasmatici clie carattcrizzano i primi stadi dello svi- luppo emhionale .

La tecnica della riprcsa inicrocineqatografica, di cui mi sono valsa nclla presente ricerca, si presta particolarnientc Ilene a talc tipo di indagine in quanto perliictte di osservare, ncl lor0 precis0 svolgcrsi, lc modificazioni clie l’uovo fecondato subisce durante il periodo cor- rispondcnte alla fase clie precede il silo annidamento nella mucosa uterina.

Molti autori lianno compitito osscrvazioni sulle uova dei mani- iniferi, esariiinate a fresco ed allo stato vivente nelle varie fasi della scgiiientazione. Sono oriiiai note le caratteristiclie nucleari e cito- plasiiiaticlie dell’uovo uniano vivente, il silo colore, le sue conncs- sioni coii Ic cellule follicolari (SIIETTLES, 1954-55, 1955a, b, 1957). Soro stati descritti i prinii stadi dello sviluppo clell’uovo di cavia ( SQUIER, 1932) e, pii: di reccnte, con l’iinpiego della cinematografia in contrast0 cl i fase, sono state seguite, pure per l’iiovo di cavia, l e successive nioclificazioni clie l a membrana pellucida presenta in con- comitanza con la fase di aniiidainento della blastocisti ( AAIOROSO, 1959). .Esistono anclie stucli iiiicrocinematografici sull’ovulazione e sillla segriientnzionc dell’uovo di coniglio (HILL, ALLEX e KRAAIER, 1935; LEWIS c GREGORY, 1929), e sulla maturazione dell’uovo cli top0 ( TSATSARIS, 1939 ;. GOTHIE e TSATSARIS, 1939 ; ~\IORICARD, 1940). Alcuxii autori Iiaiino effettuato (< culture in uilro di l i o n cli ratto

Bolle~tioo d i ZoolaGia I ?

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-- 254 - e tli topo, raccolte clalla tuba i n epoclie diverse cli sviluppo (WASII .

Strettamcnte. connesse eon questo t ipo cli r iccrc l~e sono cItielle i n ciii, p e r l a necessiti cli procurare all’uovo iiii ainbiciite qiianto piii possibile vicino, p e r caratteristiche l~iocliixiiiclie e inetaboliclie, a q1iello naturalc e l’opportuniti tli iiiantenerlo nclle iiiigliori concli- zioni d i sopravvivenza, si B acuito il proldciiia d i otteriere un iiiezzo ideale i n cui poter (( coltivarc 1) l’iiovo clurantc il SLIO soggiorno in uitro. I vari autori liaiiiio via via propojto iiiezzi d i tlifferente coin- posizioiic : clalle iiiiscele cli soluzioiii d i sali iiiinerali e sieri 01110-

loglii otl eterologlii ( TARKOWSKI, 1959) alle solrizioni cli sali mine- rali arriccliitc con a1l)uiiiiiia dyiiovo ( ~ V I ~ I T T E N , 1956 ; A ~ O R I C A R I ) , 1940) oppiire iiiateriale proteico cli origiiie peritoneale ( WASIIBURN, 1951), a1 seniplice plasiiia oiiiologo otl etcrologo (LEWIS c GRE- GORY, 1929).

Pe r quaiito l’iiiipiego tli qiicste prcparazioni sia stato alcuiie volte coroiiato tla un cliscrcto siiccesso, tutti gli aiitori soiio coiicortli iiell’afferinare clie l’iiovo i: cstrcniamciite scnsibile alle iiiotlifica- zioni clel iiiezzo aiiibicntc c clic, cli coiiscgiicnza, i: clifficile potcrlo ii-antenere allo stato vivciitc, p c r iiii luiigo periotlo cli tciiipo. A questo proposito hisogiia tuttavia ricorclare clie esiste iiiia noterole clifferenza cli coiiiportaiiieiito tra le uova clelle varie specie. Confroii- tantlo i risiiltati ottenuti tlai vari autori, seiiiln-a die 1c iiova cli coni- glio posseggaiio iina iiiaggiore rcsistciiza d i fronte ad iiii aiiiliiciite ar- tificiale piuttosto clie qiiclle tli ratto o ‘hi topo.

Con l a preseiite comunicazione riferisco alcuiii clati sul coin- portamento in uitro clelle uova feeondate cli topo, clallo stadio d i clue Llastomeri f ino alla forriiazioric clclla Llastocisti. Talc indagiiie, condotta sit circa 300 uova, iiii i: stata rcsa possiibile clalla graiicle clisponibilitii d i aiiiiiiali dcl nostro laboratorio e costituisce iiiio stiiclio preliiiiiiiare ad ultcriori ricerclic sugli cffetti esplicati clalle racliazioiii ionizzaiiti sulle priiiie fasi dello sviluppo ciiibrionalc.

BURN, 1951 ; WIIITTEN. 1956).

* :> :>

Lc unva sono state prelevatc da topine d i ceppo C 57 Black, inantenuto iniiicrociato, e di ceppo albino Swiss, nietliante spreiiii- tura delle tube oppure lavaggio della cavi t i uterina il scconda clcllo stadio d i sviluppo. L’epoca della gestazioiie e ra calcolata a partirc

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(la1 rcpcrto dcl tappo di copulazionc ad intcrvalli d i circa clue ore. Le iiova eraiio l a w t e in Tyrode, incli poste i n un iiiezzo nutri- tizio coinposto di Tyrodc ccl cstratto cli euibrioni di pollo di nove giorni cli inciibazione, i n parti iiguali. Veiiivano poi sottopostc a riprcse cincinatograficlie ad interralli corrispondcnti a 50 foto- graniini all’ora oppiire a 200 fotograiimii all’ora, cii, clie cquivale, per iina vclocith cli proiezione di 16 fotograinini a1 secondo, rispet- tivaruente ad una accclcrazionc cli 1152 volte e di 288 rolte. P e r liinitare il piii possibile il tlaiino clie la lucc cscrcita sullc iiova in corso cli scgiiicntazionc, si b crcduto opportuno eliniiiiare lc radia- zioiii visibili di lunghczza d’onda piii breve ruediante I’impicgo di un filtro rosso Zciss RG 2.

Le riprcse cinematograficlie sono statc escguitc in partc in con- trasto di fase, in parte in canipo cliiaro. Se la prima condizione pcrmctte rli osservare ,coil iiiaggiorc prccisionc c nitidczza il con- torno ~lcll’uovo ed, in particolare, la iiieiii1)rana pellucicla nonclid. iina zona di ininore densit5 ottica riferibile alla prcsenza dcl nucleo, quando non sin cccessivaiiicnte iiiasclierata clalle ahre strutture cel- lnlari, la ripresa in caiiipo cliiaro si presta assai iiieglio per apprez- zare le caratteristiclic clegli inclusi citoplasinatici.

Ncllc conclizioni cli qucsta riccrca Iio potuto osscrvarc, n l mas- siuio, cluc divisioni successive, ad interralli cli circa 1 2 ore, c cioh clallo stadio cli duc sino a110 stadio di Otto blastomcri, nicntre non si 6 inai verificata la divisionc da uno a due blastonicri. P e r quanto riguarda gli stadi piii avanzati dclla segincntazionc, 110 notato una mnggiore costanza di risultati, avcndo potuto seguire la divisione cia cliiatfro a Otto I)lastomeri, cla Otto blastonieri a110 stadio d i mo- rula, come pure, nella quasi totalith dei casi, lo sviluppo della Ila- stocisti. Non b stato possibile iiianteiiere lc uora in c cultnra n pci piii cli 48-56 ore, poiclid, dopo qiicsto pcriodo cli pcrriianenza in vitro, esse coiiiiiiciaiio a presentare alterazioiii piii o ineno profonclc e quin- tli rapitla~nciite dcgcncrano.

L’uovo clic iton h a aiicora iiiiziato il process0 d i segmentazionc prcscnta iino spazio pcrivitellino abbastanza ampio, nel quale spesso si possono riconosccrc spermatozoi in corso di dcgcnerazione, oltre clic il secondo globnlo polare. I granuli clie infarciscono il citopla- sma a p p i u i i o piii ntltlciisati a1 centro, dove si possono osscrrare i

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nucleoli in niinicro tli rliic - trc, talvolta anclie piii, sntto fnrnla c l i corpiccioli rotondi, clal contorno aljbastanza dcfinito. I1 nuclco, per la sua trasparenza, i: clifficilnicntc riconoscihilc a frcsco, alnieno nelle conclizioni cli illuniinazionc e di ingrantliinento (la IIIC impie- gate. Si possono notare continui ~riovinicnti ilcl contorno tlell’uovo, rapprcsentnto tlalla niemlirana vitcllina, nientre la zona pcllucitla apparc ininiobilc c cli spessorc uniformc.

Dopo la prima divisione di segmcntazione, c cioi: a coniinciare dall’uovo a clue blastoiiieri, i moviiiienti si fanno piii cvitlenti c possono ayere carattere cli rotazionc di u n blastoincro rispetto ail’al- troy oppurc esscrc di tip0 onclulatorio, oppiire ancorn consistere in continui cambiamenti di fornin dci singoli blastonieri die, da ova- lari, divcngono bozzuti.

Accanto ai iiioriineiiti (lei Idastonicri in toto, se nc notano altri, cndocitoplas~iiatici, con apparcnte carattcrc di riiiicscolamcnto, clic intcrcssano i graniili ecl i globuli cli varia specie cli’cui i l citoplasnia appare ripicno. Tali niovi~iicnti aumcntano (1; intcnsiti nel inoiiiento clic prececlc la niitosi. Qiiesta gcneralnicntc dura circa 30 minuti cd intercssa per prinio quello clci blastoineri clic prcscnta maggiore grossezza.

La fornia (lei 1)lastonicri & fondamentalmcnte sferica, ma cssi sono eviclcntcnientc soggetti at1 una clcforniazione in rclazionc allo spazio clispoiiiliile ctl alIa prcssioiie escrcitata clai bIastonicri conti- gui c dalla zoiia pellucida. Infatti, I~lastonicri isolati clop0 averc pra- vocato artificinIniente la rottura cli qiicst’ultima, e quincli lilieri lie1 mezzo nutritizio, lianno assunto iina fornia perfcttanicntc sfcrica. A1 contrario, man niano clie l e initosi si susseguono ccl il niinicro dci blnstonicri aunienta, essi si presentano piii o nieno scliiacciati siiio ad apparirc vagamcnte policdrici, in rclazione alla prcssione reci- proca cd 9 quclla clella zona pellucida.

I1 glol~ulo polarc, clic i n gencre i: riconoscibilc nitidanientc sino allo stadio di quattro Llastomcri, appare dotato di moviinenti abbastanza rivaci : il silo contorno continiianientc cambia per cniis- sione cli propaggini piii o nieno allungate, clavate o cilindriformi die rassoiiiigliaiio a psciiclopocli. Anclic la siia posizionc varia ncl tempo, gocIcnc1o’ csso cli una cliscrcta possibiliti di spostaincnto ncl- l’anhito clcllo spazio pcrivitellino.

Ncllc iiova allo starlio cli Otto blastomcri si possono qualclie volta osscrvare xiioriincnti cellulari a tipo tli pulsazionc, tli ani- piezza piuttosto liiiiitata c clic seinbraiio interessare uno solo (lei

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due poli clel blastoinero. Tali pulsazioni auineiitano gradataniente di intcnsiti sino ad un iiiassiino a cui fa seguito iina breve pausa, quincli possono riprendere coil caratteristiclie simili alle precedenti.

Nel caso delle dirisioni cli iiova a Otto blastoineri, si raggiunge la morula attraverso divisioni iiiolto piii freqiie~iti fino a clie, per l’clevato iiiiincro cli celliile foriiiatesi, lion i: piii possibile ricono- sccrle iiidiridualIiiciite.

Dopo qiialclie ora, in prossiiiiiti clel ceiitro rlelln iiiorula, coniincia a delincarsi iina cal-iti clie si va progressivamente am- pliantlo ; le cellule, sempre piii nuiiierose e pi& piccole, si raccol- goiio, ad uiio tlci poli, in un aiiiiiiasso rotoiitleggiante, iiieiitre sill restaiite coiitoriio si clispongoiio i n 11110 strato sottile.

La riprcsa cineiiiatografica pcriiiette di segiiire l’insieine dei iiioviuieiiti clie le Llastocisti presentano, sia clic abbiano p e s o ori- giiie (la iiiorule aiantciiute per qualclie teiiipo in Eitro, sia clie siaiio state raccolte tlall’aniiiinle allo statlio in cui la caviti i: gi i ampia- iueiitc cosiituita. Tali mol-inienti intcrcssano tutto I’ambito della bla- stocisti e ricordano, per le modalit i con cui si s~isseg~ioiio, (lei mo- viiiieiiti tli p lsazione. Si osservano i n h t t i fasi alteriiate di retrazioue c cli cspaiisioiie. Nella priiiia, la car i t i si riducc e si foriiia zino spazio vuoto coiiiprcso fra lo strato cellrilare c la zona pelliicida. Segue la fase cli espansionc, in ciii la cavith intcrna si amplia e la zona pcllu- citla si clistcntlc e si assottiglia.

Si pi16 osservare inoltrc clie, iriciitre la fase di espansionc i: lenta e gradtiale, la fase tli retrazioiic occupn iiii lasso cli tciiipo assai piii hrcve crl appare perci6, nella ripresa cineiiiatografica, piuttosto rapitla e brrisca.

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;\Ietli:tntc iiprrsa rinemntogr.ifira in contrast0 di fase ed in campo cliiaro, i: staio oswrviito il comporiamento i r c riiro di iiova fccondale tli top0 e ne i stata scgiiite la scgmentazionc dallo stailio di doc blastomxi siiio iilla fornia- zione tlclla I~lastocisti.

\‘engono clescritti alcuiii tipi d i movimcnti ciii i Llastomeri va~ino s o p

getti, conic purc i nioviinenti criclocitopl~sriintici legati alla prrsenza Ji inclusi cli raria specie.

Infine, sono illustrati la forniazioric dclla bl~stocisti ed il movimcnto a tip0 cli pulsazioiie clic la carattcrizza.

Tlie behaviour of fertilizctl inoiisc ova in ritro was obscrvccl I J ~ means of time-lapse cineniato~rapIiy: cleavage was followecl from the two-ccll stage to tlic formation of the IJkIStOC).St.

Some types of inovcments are described, siicli as those presented by whole blastonierca, as ~ r r l l as thc entlocytoplesniic rnovemeiits of differcnt kinds of inrlusion.

Tlie forinatioii of the blastocyst and its cl~aractrristic pulsations arc finally clescriliccl.

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