История развития. Ученые проследили, как одна клетка формирует организм мыши

Об этом пишет издание ScienceDaily.

Новая технология помогла проследить происхождение клеток и выяснить, когда они начинают приобретать специализированные функции.

Система под названием DNA Typewriter работает как биологическая пишущая машинка. Ученые встроили специальную последовательность ДНК в оплодотворенную яйцеклетку мыши. В процессе деления клеток в ней последовательно записывались метки, сохранявшие информацию о происхождении клеток. Поскольку эти записи передаются дочерним клеткам, исследователи смогли восстановить их историю и построить своего рода генеалогическое древо.

С помощью этой технологии ученые проследили развитие эмбриона в течение первых 13,5 дня. Беременность у мышей обычно длится 19−21 день. Из 100 оплодотворенных яйцеклеток исследователи в итоге получили для анализа 10 эмбрионов. Наиболее детально они изучили один из них — тот, о котором система сохранила больше всего информации.

Записи позволили проследить происхождение почти всех исследованных клеток до одной из двух клеток, образовавшихся после первого деления оплодотворенной яйцеклетки. Одна из них дала начало большему числу потомков, однако обе сформировали практически одинаковое соотношение различных типов клеток.

Исследование также показало, что клетки не одновременно определяются со своей будущей ролью. Клетки крови и сетчатки глаза начинают специализироваться относительно рано, тогда как внешний слой кожи приобретает определенную функцию позже. Таким образом, различные ткани развиваются по собственным временным графикам.

Ранее ученые уже исследовали происхождение клеток, однако существующие методы зачастую позволяли отслеживать лишь отдельные части их генеалогического древа. Некоторые технологии требовали разрезания ДНК, что могло привести к повреждению клеток и уничтожению ранее сделанных записей. DNA Typewriter позволяет фиксировать деление клеток в определенной последовательности без полного разрыва молекулы ДНК.

Эта разработка может помочь выяснить, как возникают врожденные пороки, генетические нарушения и рак. Она также может оказаться полезной для исследований стволовых клеток, в частности для разработки методов, направляющих их превращение в клетки с необходимыми свойствами.

Пока что технология была испытана на эмбрионах мышей, поэтому она не является готовым методом лечения. Однако исследователи получили инструмент для более детального изучения того, как из одной клетки формируется сложный организм.