Раннее эмбриональное развитие человека трудно изучать, и большая часть наших знаний получена от мышей. В течение первых семи дней оплодотворения яйцеклетка превращается из единственной клетки в бластоцисту, полый кластер, состоящий примерно из 200–300 клеток.
Именно в это время появляются первые три типа клеток: трофэктодерма, которая дает начало плаценте, гипобласт, который формирует эмбриональную энтодерму, и эмбриональные клетки, которые составляют сам эмбрион. Если эмбрион должен прилипнуть к стенке матки и наступит беременность, все эти три типа клеток должны созреть должным образом. Однако точно не известно, когда, в каком порядке и как формируются типы клеток у людей.
Обнаружив экспрессию генов в отдельных клетках донорских человеческих эмбрионов, которые не использовались для лечения ЭКО, двум исследовательским группам во главе с Рикардом Сандбергом и Фредриком Ланнером удалось определить, какие гены используются в клетках эмбриона в разное время в течение первой недели беременности. разработка. Они обнаружили, что первые три типа клеток формируются позже и созревают более одновременно у человека, чем у мыши.«Фундаментальные знания, полученные в результате наших исследований, не только помогают нам лучше понять эмбриональное развитие, но и говорят нам больше о том, как формируются и регулируются плюрипотентные клетки на ранних стадиях», — говорит Фредрик Ланнер из Отделения клинических наук Каролинского института по вмешательству. и технологии. «Это важно для использования эмбриональных стволовых клеток в регенеративной медицине».Исследователи также обнаружили, что экспрессия генов, расположенных на Х-хромосоме, подвержена неожиданному паттерну экспрессии.
Х-хромосома имеет особую проблему с регуляцией генов, поскольку женские клетки имеют две Х-хромосомы, а мужские — только копию (XY). Чтобы женщины не имели вдвое более высокого уровня экспрессии всех генов на Х-хромосоме, чем мужчины, женские клетки должны компенсировать экспрессию генов. У мышей, у которых этот процесс хорошо изучен, одна из двух Х-хромосом просто отключается в течение первой недели. Однако всегда было неясно, начинается ли этот процесс в течение первой недели развития человеческого эмбриона.
«Мы смогли продемонстрировать, что баланс доз постепенно достигается в течение 4-7 дней, что интересно благодаря совершенно новому способу подавления экспрессии генов обеих Х-хромосом в женском эмбрионе», — говорит Рикард Сандберг из Каролинска. Отделение клеточной и молекулярной биологии Института и исследования рака Людвига.