Гены активируются в человеческом эмбрионе с самого начала

Новое исследование показывает, что некоторые гены активны уже на стадии одной клетки (зиготы), что опровергает устоявшееся в учебниках представление о том, что гены в человеческих эмбрионах "просыпаются" только на стадии 4-8 клеток, через 2-3 дня после оплодотворения.

Исследование, опубликованное в Cell Stem Cell, провели учёные под руководством профессора Тони Перри (Университет Бата), доктора Джайлса Йео (Кембриджский университет) и доктора Мэтью ВерМилье (Ovation Fertility, США).

Как это обнаружили

Команда использовала метод RNA-sequencing для прецизионного анализа отдельных человеческих яйцеклеток и эмбрионов на стадии одной клетки. Это позволило создать детальный инвентарь продуктов активности генов — RNA transcripts. Технология выявила, что сотни генов активируются уже в зиготе. Предыдущие методы были недостаточно чувствительны, чтобы зафиксировать эту раннюю активность.

"Это первый детальный взгляд на начало биологического процесса, через который мы все проходим — стадию одноклеточного эмбриона. Без пробуждения генома развитие невозможно, это фундаментальный шаг", — прокомментировал профессор Перри.

Ключевые открытия

• Генетические "смены": Многие гены, активированные в зиготе, остаются включёнными до стадии 4-8 клеток, после чего выключаются. "Похоже на генетические рабочие смены: первая начинается вскоре после оплодотворения, а вторая вступает в силу на 8-клеточной стадии", — пояснил профессор Перри.
• Триггеры активации: Среди факторов, которые могут запускать активацию генов, есть онкогены, обычно ассоциируемые с раком. Учёные предполагают, что их естественная, здоровая роль — пробуждать гены в эмбрионе.
• Связь с болезнями и наследованием:
  • Это открытие может пролить свет на механизмы инициации рака.
  • Оно также имеет значение для понимания наследования приобретённых признаков (например, ожирения). Одним из возможных механизмов передачи может быть изменение активации генов сразу после оплодотворения.
• Клинические последствия: Исследование показало, что в нежизнеспособных эмбрионах многие гены не активируются. Это ставит под сомнение использование аномальных эмбрионов для оценки методов редактирования наследственного генома человека, так как они могут быть ненадёжной тестовой системой.