Учёным удалось отследить первые мутации, происходящие в человеческом организме. Специалисты из Института Сенгера фонда Wellcome Trust (Wellcome Trust Sanger Institute) совместно с коллегами из других учреждений проанализировали геном клеток взрослых людей и «посмотрели» назад во времени, исследовав тем самым процесс развития эмбриона.
Результаты исследования были опубликованы в издании Nature. Учёные обнаружили, что уже после первого деления оплодотворённой яйцеклетки одна из клеток становится доминирующей. Впоследствии, во взрослом организме, клеток-потомков этой доминирующей клетки обнаруживается больше, чем потомков второй клетки.
Исследователей долго занимал вопрос, что происходит на ранних стадиях человеческого эмбриогенеза. Однако найти на него ответ при помощи прямого изучения не представлялось возможным. В ходе новой работы учёные проанализировали геном клеток, полученных из образцов крови 279 добровольцев, страдавших раком молочной железы. В результате удалось обнаружить 163 мутации, возникшие на ранних стадиях эмбрионального развития организмов участников исследования.
Затем исследователи использовали мутации, возникшие на стадии первого, второго и третьего деления оплодотворённой яйцеклетки, чтобы выяснить, в каком соотношении во взрослом организме присутствуют потомки первых двух клеток эмбриона. Оказалось, что первая из клеток, доминирующая, становится родоначальницей 70% тканей, в то время как вторая — всего 30%. Сходным образом распределялись и клетки-потомки тех клеток, которые возникли в результате второго и третьего деления зиготы.
Для исследования использовались здоровые клетки пациентов, страдавших раком молочной железы, но учёные получили также возможность проанализировать клетки из удалённых опухолей. Если здоровые ткани состоят из нескольких типов соматических клеток, представляющих собой клоны различных клеток-предшественниц, то опухолевая ткань целиком состоит из потомков одной-единственной клетки. Таким образом, мутации, возникшие на уровне эмбриона, могут либо присутствовать во всех опухолевых клетках, либо отсутствовать в них — также во всех. Это и послужило доказательством гипотезы, что выявленные мутации действительно возникают в эмбриональном периоде развития.
Доктор Ён Сок-Чжу (Young Seok Ju), первый автор исследования, отметил: «Нам впервые удалось выявить мутации, возникающие на самых ранних стадиях развития человеческого организма. Процесс напоминал поиск иголки в стоге сена, ведь таких мутаций гораздо меньше, чем наследуемых генетических вариаций. Отследив их, мы смогли выяснить, что происходит во время эмбриогенеза».
В ходе работы учёным также удалось определить количество мутаций, возникающих в ходе первых трёх делений зиготы. Авторы предыдущих исследований полагали, что на одно деление приходится одна мутация. Однако, согласно результатам новой работы, в каждой дочерней клетки возникает три новых мутации.
Профессор Майк Страттон (Mike Stratton), руководитель исследования и директор Института Сенгера поясняет: «Это заметный шаг вперёд в плане увеличения объёма ценной информации, получаемой при помощи секвенирования геномов и исследования мутаций. В действительности эти мутации — это археологические следы эмбрионального развития, сохранившиеся в тканях взрослого организма. Поэтому, когда мы найдём и изучим их, мы лучше поймём эмбриогенез человека».
