Удивительное открытие в области генетики показало, что большую часть нашего генома составляют древние вирусные элементы ДНК, называемые транспозонами, которые существуют во всех формах жизни. Прорывное исследование специалистов Мюнхенского университета имени Гельмгольца совместно с коллегами из Университета Людвига-Максимилиана (LMU) открыло их фундаментальное значение в эмбриональном развитии. Результаты исследования опубликованы в престижном научном издании Cell.
В первые моменты после оплодотворения происходит активизация транспозонов — древних вирусных фрагментов ДНК. На этой ранней стадии эмбриональные клетки демонстрируют потрясающую способность к трансформации. Эксперименты с мышиными эмбрионами подтвердили ключевую функцию транспозонов в обеспечении клеточной пластичности. Однако ученым предстояло выяснить, распространяется ли эта особенность на всех млекопитающих. Разнообразие эволюционных источников вирусных элементов поднимает интригующие вопросы об их сохранении в геномах. Глубокое понимание механизмов активации транспозонов открывает новые горизонты в репродуктивной медицине.
Научный коллектив под руководством профессора Марии-Элены Торрес-Падилья разработал инновационный метод изучения древних последовательностей ДНК. Ученые создали подробный эмбриональный атлас, проанализировав развитие зародышей различных млекопитающих — мышей, коров, свиней, кроликов и макак-резусов. Результаты превзошли все ожидания: исследователи обнаружили активность древнейших вирусных элементов, считавшихся исчезнувшими. Примечательно, что каждый вид проявлял уникальный набор этих элементов.
Исследования демонстрируют универсальность активации транспозонов среди разных видов, а идентификация специфических элементов открывает впечатляющие перспективы одновременного контроля множества генов. «Мы открыли революционный способ управления клеточной судьбой, включая направленную дифференциацию стволовых клеток, требующую координации сотен генов», — отмечает доктор Марлис Оомен, соавтор исследования. «Наши результаты подчеркивают критическую важность понимания регуляторных механизмов транспозонов».
По словам профессора Торрес-Падилья, активация транспозируемых элементов является уникальной характеристикой эмбрионов млекопитающих на ранних стадиях. Это открытие особенно значимо, учитывая потенциал ранних эмбриональных клеток развиваться в любой тип клеток организма. Изучение механизмов регуляции древних вирусных элементов раскрывает фундаментальные основы клеточной пластичности и открывает новые перспективы в медицине.
Помимо создания инновационной методологии для работы с отдельными клетками и эмбрионами, исследование предоставило уникальный массив данных. Изучение эмбрионального развития, как динамичного процесса, традиционно фокусировалось на одном виде — мышах или людях. Однако применение эволюционного подхода позволило выявить общие для всех млекопитающих регуляторные механизмы. Полученные результаты станут бесценным ресурсом для дальнейших исследований в области биологии развития и репродукции.
[Фото: kjpargeter / Freepik.com]
Источник: scientificrussia.ru
