Науковці з Університету Вашингтона відтворили історію розвитку ембріона миші від першого поділу заплідненої яйцеклітини до формування органів. Для цього вони використали систему запису клітинної історії безпосередньо в ДНК.
Про це пише видання ScienceDaily.
Нова технологія допомогла простежити походження клітин і з’ясувати, коли вони починають набувати спеціалізованих функцій.
Система під назвою DNA Typewriter працює як біологічна друкарська машинка. Вчені вбудували спеціальну послідовність ДНК у запліднену яйцеклітину миші. Під час поділу клітин у ній послідовно записувалися позначки, які зберігали інформацію про походження клітин. Оскільки ці записи передаються дочірнім клітинам, дослідники змогли відновити їхню історію та побудувати своєрідне родовідне дерево.
За допомогою технології науковці простежили розвиток ембріона протягом перших 13,5 дня. Вагітність у мишей зазвичай триває 19−21 день. Із 100 запліднених яйцеклітин дослідники зрештою отримали для аналізу 10 ембріонів. Найдетальніше вони вивчили один із них, у якому система зберегла найбільше інформації.
Записи дали змогу відстежити походження майже всіх досліджених клітин до однієї з двох клітин, що утворилися після першого поділу заплідненої яйцеклітини. Одна з них дала початок більшій кількості нащадків, однак обидві сформували майже однакове співвідношення різних типів клітин.
Дослідження також показало, що клітини не одночасно визначаються зі своєю майбутньою роллю. Клітини крові та сітківки ока починають спеціалізуватися відносно рано, тоді як зовнішній шар шкіри набуває визначеної функції пізніше. Отже, різні тканини розвиваються за власними часовими графіками.
Раніше вчені вже досліджували походження клітин, але наявні методи часто дозволяли відстежувати лише окремі частини їхнього родовідного дерева. Деякі технології потребували розрізання ДНК, що могло пошкоджувати клітини та знищувати попередні записи. DNA Typewriter дає змогу фіксувати поділ клітин у визначеній послідовності без повного розриву молекули ДНК.
Розробка може допомогти з’ясувати, як виникають вроджені вади, генетичні порушення та рак. Вона також може стати корисною для досліджень стовбурових клітин, зокрема для розроблення методів, які спрямовуватимуть їхнє перетворення на клітини з потрібними властивостями.
Поки що технологію випробували на ембріонах мишей, тому вона не є готовим методом лікування. Проте дослідники отримали інструмент для детальнішого вивчення того, як із однієї клітини формується складний організм.
Читайте також:
