Вивчено перші мутації, що виникають у людському організмі

Раніше вважалося, що клітини, що виникають в результаті перших поділів людського зародка, абсолютно рівнозначні. Очевидно, це не зовсім так.

Вченим вдалося відстежити перші мутації, що відбуваються в людському організмі. Фахівці з Інституту Сенгера фонду Wellcome Trust (Wellcome Trust Sanger Institute) спільно з колегами з інших установ проаналізували геном клітин дорослих людей і «подивилися» назад у часі, дослідивши тим самим процес розвитку ембріона.

Результати дослідження були опубліковані у виданні Nature. Вчені виявили, що вже після першого поділу заплідненої яйцеклітини одна з клітин стає домінуючою. Згодом, у дорослому організмі, клітин-нащадків цієї домінуючої клітини виявляється більше, ніж нащадків другої клітини.

Дослідників довго займало питання, що відбувається на ранніх стадіях людського ембріогенезу. Однак знайти на нього відповідь за допомогою прямого вивчення не представлялося можливим. Під час нової роботи вчені проаналізували геном клітин, отриманих зі зразків крові 279 добровольців, які страждали на рак молочної залози. У результаті вдалося виявити 163 мутації, що виникли на ранніх стадіях ембріонального розвитку організмів учасників дослідження.

Потім дослідники використовували мутації, що виникли на стадії першого, другого і третього поділу заплідненої яйцеклітини, щоб з'ясувати, в якому співвідношенні в дорослому організмі присутні нащадки перших двох клітин ембріона. Виявилося, що перша з клітин, домінуюча, стає родоначальницею 70% тканин, в той час як друга - всього 30%. Подібним чином розподілялися і клітини-нащадки тих клітин, які виникли в результаті другого і третього поділу зиготи.

Для дослідження використовувалися здорові клітини пацієнтів, які страждали на рак молочної залози, але вчені отримали також можливість проаналізувати клітини з віддалених пухлин. Якщо здорові тканини складаються з декількох типів соматичних клітин, що являють собою клони різних клітин-попередниць, то пухлинна тканина цілком складається з нащадків однієї-єдиної клітини. Таким чином, мутації, що виникли на рівні ембріона, можуть або бути присутніми у всіх пухлинних клітинах, або бути відсутніми в них - також у всіх. Це і послужило доказом гіпотези, що виявлені мутації дійсно виникають в ембріональному періоді розвитку.

Доктор Ен Сок-Чжу (Young Seok Ju), перший автор дослідження, зазначив: "Нам вперше вдалося виявити мутації, що виникають на найбільш ранніх стадіях розвитку людського організму. Процес нагадував пошук голки в копиці сіна, адже таких мутацій набагато менше, ніж успадкованих генетичних варіацій. Відстеживши їх, ми змогли з'ясувати, що відбувається під час ембріогенезу ".

Під час роботи вченим також вдалося визначити кількість мутацій, що виникають в ході перших трьох поділів зиготи. Автори попередніх досліджень вважали, що на один поділ припадає одна мутація. Однак, згідно з результатами нової роботи, в кожній дочірній клітині виникає три нових мутації.

Професор Майк Страттон (Mike Stratton), керівник дослідження і директор Інституту Сенгера пояснює: "Це помітний крок вперед у плані збільшення обсягу цінної інформації, отримуваної за допомогою секвенування геномів і дослідження мутацій. Насправді ці мутації - це археологічні сліди ембріонального розвитку, що збереглися в тканинах дорослого організму. Тому, коли ми знайдемо і вивчимо їх, ми краще зрозуміємо ембріогенез людини ".