Naučnici koji proučavaju podatke o genskoj aktivnosti ranog ljudskog embriona otkrili su zanemarenu vrstu ćelije koja se samouništava u roku od nekoliko dana nakon formiranja, kao deo procesa kontrole kvaliteta za zaštitu fetusa u razvoju. Nalazi daju uvid u to šta se dešava u prvim fazama života nakon oplodnje, što bi u budućnosti moglo pomoći u poboljšanju IVF ili tretmana regenerativne medicine.
Nova studija objavljena 20. juna 2023. u PLoS Biologi od strane međunarodnog tima naučnika, uključujući istraživače sa Univerziteta u Batu, otkriva da se naš najraniji razvoj u materici može prilično razlikovati od onoga što smo oduvek pretpostavljali.
Dok se odrasli ljudi sastoje od triliona ćelija, svi smo počeli kao samo jedna ćelija, oplođeno jaje. Ovo se deli da bi postale dve ćelije koje se zatim dele u četiri, koje postaju osam i tako dalje. U nekom trenutku ćelije počinju da se specijalizuju za svoju funkciju. Poput vozova koji se šalju na različite krajnje stanice, neki će biti isključeni da postanu placenta, dok će drugi postati embrion.
Tim naučnika je analizirao ranije objavljene podatke o aktivnosti gena svake pojedinačne ćelije iz embriona starih 5 dana i otkrio da se oko četvrtine ćelija ne uklapa u profil nijednog od poznatih tipova ćelija (pre-embrion, pre-placenta itd.).
Istražujući dalje, otkrili su da ove ćelije sadrže takozvane „mlade transpobilne elemente“ ili „geni za skakanje“. Ovo su lažni elementi DNK koji se mogu kopirati i ubaciti nazad u našu DNK, često uzrokujući štetu u tom procesu.
Bojenje embriona od strane saradnika na projektu u Španiji potvrdilo je postojanje ćelija sa proteinima koji potiču iz gena za skakanje.
Gledajući malo dalje u vremenu, tim je otkrio da njihovi potomci imaju oštećenje DNK i prolaze kroz proces programirane ćelijske smrti.
Ovaj proces, sugerišu istraživači, izgleda kao oblik kontrole kvaliteta: selekcija između ćelija u korist onih dobrih.
Dr Žužana Izsvak, ko-stara autorka iz Centra Maks Delbrik i stručnjak za mobilnu DNK, rekla je: „Ljudi se, kao i svi organizmi, bore protiv beskrajne igre mačke i miša sa ovim štetnim genima za skakanje.
„Dok pokušavamo da potisnemo ove skakajuće gene na bilo koji mogući način, vrlo rano u razvoju oni su aktivni u nekim ćelijama, verovatno zato što ne možemo dovoljno brzo da uspostavimo našu genetsku odbranu.“
Glavni autor, profesor Laurence Hurst, iz Milnerovog centra za evoluciju na Univerzitetu u Batu, rekao je: „Ako je ćelija oštećena genima koji skaču – ili bilo kojom drugom vrstom greške kao što je premalo ili previše hromozoma – onda embrionu je bolje da ukloni ove ćelije i ne dozvoli im da postanu deo bebe u razvoju.
„Navikli smo na ideju da prirodna selekcija daje prednost jednom organizmu u odnosu na drugi. Ono što vidimo unutar embriona takođe izgleda kao preživljavanje najsposobnijih, ali ovog puta između skoro identičnih ćelija. Izgleda da smo otkrili novi deo našeg arsenala protiv ovih štetnih genetskih komponenti.“
Nasuprot tome, podaci o jednoj ćeliji su pokazali da ključne ćelije koje će postati embrion (unutrašnja ćelijska masa ili ICM) ne sadrže gene za skok, već umesto toga eksprimiraju gen sličan virusu koji se zove ljudski endogeni virus H. Ovo pomaže u suzbijanju mladih skačući geni u unutrašnjoj ćelijskoj masi, uklapajući se u obrazac u nastajanju da koristimo naše stare genetske neprijatelje da se borimo protiv novih.
Autori sugerišu da ako je proces kontrole kvaliteta previše osetljiv, embrion kao celina može da umre. Ovo bi moglo objasniti zašto su neke mutacije u našem sistemu za otkrivanje oštećenja u ranim embrionima takođe povezane sa neplodnošću.
