Bei Wiederkäuern durchläuft die frühe Embryonalentwicklung eine besondere Phase, die Elongation: Vor der Implantation verlässt der Konzeptus seine ovoide Form und wird zunächst tubulär und anschließend filamentös, während sich die extraembryonalen Gewebe entwickeln und in Vorbereitung auf die Implantation differenzieren. Dieser Prozess, der von zahlreichen Genen und Signalwegen gesteuert wird, kann gestört sein, wenn der Konzeptus kürzer als erwartet ist oder wenn sich der Embryo nach einer Teilung entwickelt. Um die molekularen Mechanismen der Elongation beim Rind zu entschlüsseln, stützten sich die Forscher auf Trophoblastvesikel: kurze tubuläre Fragmente extraembryonalen Gewebes ohne Embryo, die jedoch die Fähigkeit behalten, sich in vivo zu verlängern. Bislang waren diese Vesikel allerdings weder im ovoiden noch im filamentösen Stadium molekularen Analysen unterzogen worden, die Aufschluss über die beteiligten Expressionsveränderungen hätten geben können.
Um diese Lücke zu schließen, sammelte das Team in vivo entwickelte bovine Konzeptus vom ovoiden Stadium (Tag 12) bis zum filamentösen Stadium (Tag 18), zerteilte sie anschließend in kleine Fragmente mit oder ohne ihre Embryonalscheibe und übertrug sie in einen rezeptiven bovinen Uterus, um ihre Elongationsfähigkeiten zu beurteilen. Sphärische Blastozysten, die in vitro bis zum Tag 8 kultiviert wurden, wurden derselben Behandlung unterzogen. Die Genexpressionsprofile wurden anschließend zwischen den verschiedenen Proben und sich normal elongierenden Kontrollen in mehreren Stadien verglichen, unter Verwendung eines bovinen Mikroarrays (10 000 Gene) und eines erweiterten qPCR-Panels, das 224 Gene über 24 Signalwege abdeckt.
In vivo hing das Ausmaß der Elongation der Vesikel von dem Stadium ab, in dem sie erzeugt worden waren, sowie von der in utero verbrachten Zeit. Ihre täglichen Elongationsraten unterschieden sich von denen der extraembryonalen Kontrollgewebe und ähnelten mitunter denen von Geweben in früheren Stadien. Insgesamt folgten die molekularen Signaturen der Vesikel einem Entwicklungsverlauf, der demjenigen intakter Gewebe zwischen Tag 12 und Tag 18 vergleichbar war. Innerhalb jedes einzelnen Stadiums wiesen Vesikel und intakte Gewebe jedoch unterschiedliche Expressionsdynamiken auf, die teilweise auch in anderen kurzen epithelialen Modellen beobachtet wurden.
Nach Ansicht der Autoren gehen diese Abweichungen wahrscheinlich auf mehrere Faktoren zurück: eine Verringerung der Länge und der Signalkapazitäten der Vesikel, eine durch unzureichende uterine Signale verzögerte Elongation sowie eine veränderte Kommunikation zwischen Konzeptus und Uterus. Diese Arbeiten bestätigen, dass eine enge Koordination zwischen uterinen, embryonalen und extraembryonalen Geweben erforderlich ist, um eine korrekte Elongation zu steuern. Die beobachtete nur teilweise Differenzierung wirft überdies Fragen über das Vorhandensein oder Fehlen bestimmter Entwicklungssignale und sogar über deren Asynchronitäten auf.