Опасна нестабилност на ДНК се наблюдава в ранен период от развитието на ембрионите
Последно: 3 септември 2024 г. в 13:24
Учените от RIKEN Center for Biosystem Dynamics са направили откритие, което променя онова, което се знае досега за процеса на репликация на ДНК в ранните стадии на развитие на ембрионите.
Според проучване, публикувано в списание Nature, след като ембрионът е заченат, репликацията на ДНК преминава през опасен период на нестабилност, който води до увеличаване на грешките при копиране на хромозомите.
Изследователите са използвали едноклетъчна геномна техника, наречена scRepli-seq.
Това им е позволило да проучат подробно процеса на репликация на ДНК в развиващите се миши ембриони на различни етапи, като се започне от момента на оплождането.
При процеса на репликация се удвоява количеството на генетичния материал. Той се намира под формата на хроматин, който се състои от дълги и тънки нишки (хроматинови нишки), изградени от ДНК и ядрени белтъци. Тези нишки са силно преплетени едни в други.
Тогава започва процес на спирализацията им и така те се разплитат едни от други. Чрез напредване на процеса се стига до етап на свръхспирализация и образуване на хромозомите.
Известно е, че различни региони на хромозомата се дублират в определена последователност.
Първото откритие на екипа е, че в ранните етапи на ембриогенезата, преди образуването на четириклетъчен ембрион, ДНК се репликира равномерно, а не последователно, както се случва в зрелите клетки.
Било е установено също, че скоростта на движение на нишките за репликация е значително по-бавна на 1, 2 и 4-клетъчни етапи, което допринася за появата на грешки при копиране.
Грешките в репликацията на ДНК през първите няколко дни след оплождането често водят до хромозомни аномалии като допълнителни копия, липсващи копия, прекъсвания в копията или непълни копия.
Някои от тези грешки при копиране водят до спонтанен аборт, докато други водят до нарушения в развитието на плода като синдром на Даун.
От особен интерес е фактът, че на етапа на четириклетъчния ембрион има временно увеличение на честотата на хромозомните аномалии. Това, според учените, е свързано с бавното движение на вилицата за репликация.
Изследователите са установили, че 13 процента от клетките на този етап показват хромозомни аномалии, докато процентът е значително по-нисък по време на други етапи.
Тези резултати могат да допринесат за разработването на подобрени методи в областта на репродуктивната медицина, насочени към минимизиране на хромозомните аномалии в първите дни след оплождането.
