Как генетичният „хаос“ в нашата ДНК влияе върху стареенето
Последно: 27 ноември 2025 г. в 09:07
Учени секвенираха пълните геноми на повече от сто отделни клетки от един 74-годишен мъж и откриха неочаквано разнообразие. В някои клетки имало допълнителни хромозомни разклонения, в други липсваха фрагменти; срещали се малки вмъквания, дублирания и липсващи участъци от ДНК.
В част от кръвните клетки Y-хромозомата била напълно изгубена.
Тези различия се наричат мозаицизъм – вид генетичен „хаос“, при който всяка клетка съхранява собствена история от изменения.
„Имаше клетки, които бяха силно увредени“, казва Джо Люкетт от Медицинското училище на Харвард, един от авторите на изследването.
Резултатите дават първото детайлно представяне за това колко силно може да варира геномът в рамките на един човек.
Това е част от пилотния проект на консорциум, чиято цел е да бъде създаден каталог на мутациите в клетки от 19 органа при 150 донори.
Такъв ресурс ще позволи да се проучи как вътрешноклетъчните различия влияят върху риска от рак, сърдечно-съдови заболявания и други патологии.
Доскоро се смяташе, че геномът на всички клетки у човека е еднакъв.
Класическият подход на секвениране анализира ДНК, извлечена едновременно от хиляди или милиони клетки – това усреднява резултата и скрива редките различия.
Идеята, че отделни клетки могат да съдържат уникални мутации, беше известна, но мащабът, степента и разнообразието на мозаицизма, открити чрез секвениране на единични клетки, се оказаха истинско откритие.
„Убеден съм, че тази област ще се развива много бързо“, отбелязва Соити Сано, специалист по мозаицизъм в сърдечно-съдовата система.
Как учените откриха редките мутации
Секвенирането на ДНК от една клетка е изключително сложна задача.
Всяка клетка има само две копия на генома, така че и най-малката грешка може да доведе до изкривяване на резултата.
Изследователите използвали метод за първична амплификация, който създава допълнителни копия на цялата ДНК в клетката и така позволява много по-прецизно секвениране.
Това им позволява да открият мутации, които се губят при анализ на стотици клетки едновременно.
Например в някои клетки били намерени изменения, характерни за въздействието на тютюневия дим – доказателство, че средата оставя „отпечатъци“ върху нашия геном.
Хаосът и последствията от мутациите
С помощта на алгоритми учените приблизително определили кога са възникнали мутациите – в ранна възраст или по-късно през живота.
Загубата на Y-хромозомата в кръвните клетки например се свързва с повишен риск от сърдечно-съдови заболявания и инфаркт.
„Феноменално е да видиш как отделни клетки съхраняват собствените си истории от мутации, понякога с разлики от десетилетия“, добавя Люкетт.
Ключовата следваща стъпка е да се разбере кои мутации са наистина вредни, а кои са неутрални – естествена част от процеса на стареене.
Резултатите от изследването са публикувани на сървъра за препринти bioRxiv.
