Вчені відкрили клітину, що самознищується і захищає ембріон під час розвитку

У ході досліджень було виявлено нову клітину в людському ембріоні, яка має важливу функцію захисту та контролю якості. Ця клітина забезпечує видалення пошкоджених клітин, гарантуючи нормальний розвиток ростучого ембріона.

Ми ще багато чого не знаємо про ранні стадії формування ембріона, і це останнє відкриття обіцяє допомогти майбутнім дослідженням, спрямованим на те, щоб вагітність мала найкращі шанси на успіх.

Хоча в дорослому віці ми всі складаємося з трильйонів клітин, життя починається з однієї клітини, яка потім ділиться знову і знову. У міру того, як цей поділ триває, клітини починають спеціалізуватися на своїх функціях – але під час аналізу генетичної активності 5-денних ембріонів дослідники виявили певні клітини, які не відповідали стандартним профілям.

Ці клітини цікаві тим, що вони містять активні “стрибучі гени” (або транспозони) – некеровані ділянки ДНК, які можуть копіювати себе, переміщатися і вставлятися назад у геном, потенційно завдаючи при цьому шкоди. Однак, схоже, що коли ці пошкодження виникають, нововідкриті клітини самознищуються.

“Якщо клітина пошкоджена стрибаючими генами – або будь-якою іншою помилкою, наприклад, занадто малою або занадто великою кількістю хромосом, – то ембріону краще видалити ці клітини і не дозволити їм стати частиною дитини, що розвивається”, – говорить еволюційний генетик Лоренс Херст з Університету Бата у Великій Британії.

Іншими словами, ці нові клітини свідомо налаштовані на програш у боротьбі за виживання, жертвуючи собою, щоб надати пріоритет здоровішим клітинам і кращі шанси на зростання ембріона.

Ці нові клітини були названі клітинами-відторгненнями, тому що вони в кінцевому підсумку відторгаються і тому, що вони мають ретроелементи, особливий тип генів-стрибунів. Дослідження показало, що через п’ять днів після запліднення близько чверті клітин є відторгнутими клітинами.

Дослідники виявили, що клітини, які залишилися, здатні пригнічувати свої активні стрибкоподібні гени і не мають вбудованих в них процедур самознищення. Точне з’ясування того, чому це так і що відбувається, може стати предметом майбутніх досліджень.

“Ми звикли до того, що природний відбір віддає перевагу одному організму над іншим, – каже Херст. “Те, що ми бачимо в ембріонах, також схоже на виживання найбільш пристосованих, але цього разу між майже ідентичними клітинами”.

“Схоже, що ми відкрили нову частину нашого арсеналу проти цих шкідливих генетичних компонентів”.

Оскільки ці клітини були виявлені щойно, ми все ще говоримо про дуже ранні стадії цього дослідження. Однак команда припускає, що одна з відмінностей між успішною і неуспішною вагітністю може полягати в тому, як поводяться ці клітини відторгнення, або наскільки чутливий ембріон до їхніх повідомлень.

Дослідники також хочуть з’ясувати, чи присутній цей новий тип клітин в ембріонах інших приматів, окрім людини. Зважаючи на обмежену кількість доступних на сьогоднішній день досліджень, цілком ймовірно, що так – нещодавнє дослідження припускає, що подібна активність може відбуватися і в ембріонах мавп.

Гени стрибучості залишаються з нами на все життя, і наш організм повинен бути постійно напоготові, щоб забезпечити їхній суворий контроль. Це нове дослідження показує, що на ранніх стадіях життя вони мають більший вплив, ніж ми уявляли.

“Люди, як і всі організми, ведуть нескінченну гру в кішки-мишки з цими шкідливими стрибучими генами”, – каже Жужанна Ішвак, професор молекулярної медицини в Центрі молекулярної медицини Макса Дельбрюка в Німеччині.

“Хоча ми намагаємося придушити ці гени-стрибунці всіма можливими способами, на дуже ранній стадії розвитку вони стають активними в деяких клітинах, ймовірно, тому, що ми не можемо встановити наш генетичний захист досить швидко”.