Новая популяция стволовых клеток позволяет изучать "пробуждение" человеческого генома

Исследователи из Института Бабрахама опубликовали в журнале Cell Stem Cell работу, описывающую новое подмножество человеческих эмбриональных стволовых клеток (ЭСК). Эти клетки близко напоминают клетки, присутствующие на стадии 8-клеточного эмбриона человека, когда происходит ключевое событие — активация зиготического генома (ZGA).

Значение открытия

Новая модель стволовых клеток позволит исследовать ключевые геномные изменения на ранних этапах развития человека и лучше понять последствия ошибок активации генома для нарушений развития и потери эмбрионов.

Контекст проблемы

У всех млекопитающих после оплодотворения материнский геном передаёт контроль над активностью клеток геному эмбриона. У человека это происходит на 8-клеточной стадии (ZGA). До этого исследования детали человеческой ZGA можно было изучать только на человеческих эмбрионах, что строго регулируется. Существующие модели человеческих ЭСК представляли более поздние стадии развития. Модель на мышиных ЭСК, открытая в 2012 году, позволила изучать общий процесс, но не специфику человека.

Методология и открытие

Используя данные транскриптомов человека и информацию исследований на мышах, учёные определили характерные маркеры, связанные с активацией генома. С помощью методов одноклеточного анализа они обнаружили в популяции человеческих ЭСК подмножество клеток с подходящим транскриптомным профилем, соответствующим стадии основной волны ZGA. Эти клетки были названы «8-клеточноподобными» (8CLCs).

Валидация модели

Совместно с профессором Дженнифер Николс из Кембриджского института стволовых клеток команда провела сравнительный анализ белков, ассоциированных с ZGA, в 8CLCs и реальных человеческих 8-клеточных эмбрионах. Результаты показали близкое соответствие как на уровне транскриптома, так и на уровне протеома, подтвердив надёжность новой модели.

Перспективы

Как заявил профессор Вольф Райк, руководитель лаборатории, теперь задача — охарактеризовать эти уникальные клетки и использовать 8CLCs как инструмент для изучения молекулярных изменений, которые могут вызывать проблемы развития на этой ранней стадии.