Выявление запрограммированной в процессе развития молекулярной недостаточности у эмбрионов млекопитающих

Его первостепенное значение означает, что альтернативное плетение является очень строго регламентированным процессом. Но новое исследование было опубликовано сегодня в журнале научный прогресс Он нашел доказательства того, что регуляция альтернативного сплайсинга, которая редко дает сбои в здоровых клетках, исчезает в неожиданном месте — в клетках новообразованного эмбриона.

Исследователи из Центра геномной регуляции (CRG) в Барселоне сделали это открытие после создания атласа событий сплайсинга во время раннего развития коров, людей и мышей.

Они обнаружили, что когда человеческие эмбрионы представляют собой шарики всего из 8 клеток, они экспрессируют огромное количество альтернативных мРНК, настолько много, что разнообразие сплайсинга было самым высоким из когда-либо изученных клеток или тканей. Когда эмбрионы переходили на следующую стадию развития, активность сплайсинга возвращалась к норме.

По мнению авторов исследования, это свидетельствует о том, что регуляция альтернативного сплайсинга временно нарушается на критической стадии развития, известной как активация зиготического генома. Это происходит, когда ранний плод переключается с использования материнских ресурсов, таких как белки и РНК, на создание собственных.

Важно отметить, что исследователи считают, что недавно обнаруженный феномен возникает потому, что он запрограммирован эволюционно — целенаправленный акт саботажа. Мы думаем, что это происходит потому, что в нашем геноме есть инструкции, говорящие определенным генам не выполнять свою работу на данном этапе развития. «Клетки плода намеренно нарушают процесс сплайсинга, и они делают это по функциональной причине», — говорит профессор ICREA Мануэль Иримиа, старший автор исследования.

Важный ключ к тому, почему сплайсерорегуляция не работает в этот критический момент, заключается в функции затронутых белков. Исследователи обнаружили, что сбой сплайсинга разрушает белки, отвечающие за реакцию на повреждение ДНК.

Мы видели, что реакция на повреждение ДНК на этой стадии развития была низкой. Хотя отказ от связывания — не единственный фактор, влияющий на этот защитный механизм, он частично отвечает за разрушение соответствующих белков. Мы не знаем, почему это происходит, но, вероятно, это связано с тем, что сама транскрипция несет в себе риск повреждения ДНК. Поскольку эмбрионы впервые активируют свой геном и начинают транскрибировать, могут быть компромиссы, чтобы избежать остановки роста», — говорит доктор Барбара Бернаут, научный сотрудник CRG и соавтор исследования.

По словам доктора Бернаутта, эти результаты улучшают наше понимание того, как развиваются зародыши на этих ранних стадиях, и могут открыть двери для усовершенствований вспомогательных репродуктивных технологий.

Выводы также могут быть полезны для продвижения исследований по созданию полностью функционирующих клеток из стволовых клеток, что является давним стремлением регенеративной медицины. Поскольку эти ранние эмбриональные клетки являются действительно плюрипотентными клетками, знание механизма может привести к разработкам, которые реконструируют стволовые клетки для индукции плюрипотентности.

«Недавние исследования, проведенные другими исследовательскими группами по всему миру, показали, что искусственная стимуляция механизма, который мы нашли в нашем исследовании, превращает стволовые клетки в полноценные потенциальные клетки. Мы считаем, что запрограммированные отказы сплайсинга также происходят в других физиологических контекстах. Мы просто царапаем поверхность». за важность этого механизма «биологические процессы».

Источник истории:

Материалы Представление о центр геномной регуляции. Примечание. Контент может быть изменен в зависимости от стиля и длины.