Древняя вирусная ДНК определяет развитие эмбриона на ранних стадиях

Более половины нашего генома состоит из тысяч остатков древней вирусной ДНК, известных как транспозоны. Исследователи из Helmholtz Munich и Университета Людвига-Максимилиана (LMU) выявили их решающую роль в раннем эмбриональном развитии. Исследование опубликовано в журнале Cell.

Транспозоны, остатки древней вирусной ДНК, реактивируются в первые часы и дни после оплодотворения. Молекулярные механизмы, регулирующие пластичность клеток в этот динамичный период, оставались неясными.

Команда под руководством профессора Марии-Элены Торрес-Падильи разработала новый метод для изучения транскрипции этих последовательностей. Они создали атлас отдельных эмбрионов, сравнив эмбрионы нескольких видов млекопитающих: мыши, коровы, свиньи, кролика и макаки-резус.

Ключевые открытия:

• Исследователи обнаружили, что в эмбрионах млекопитающих заново экспрессируются очень древние вирусные элементы, которые ранее считались «вымершими».
• Каждый изученный вид экспрессирует различные типы этих элементов.
• Активация транспозонов оказалась консервативным признаком, общим для всех изученных видов.

«Этот подход предлагает новый способ влиять на судьбу клеток, например, направлять дифференцировку стволовых клеток, что обычно требует одновременного манипулирования сотнями генов», — говорит соавтор доктор Марлис Умен.

Профессор Торрес-Падилья поясняет: «Наше исследование показало, что активация транспозонов — отличительная черта ранних эмбрионов у нескольких видов млекопитающих. Понимая, как эти клетки регулируют древние вирусные элементы, мы получаем ключевое представление о механизмах клеточной пластичности».

Исследование также создало уникальный набор данных, сравнивающий несколько видов млекопитающих, что позволило выявить общие регуляторные пути. Эти данные станут ценным ресурсом для исследований в области биологии развития и репродукции.