Рестартът на ДНК е наблюдаван за първи път в човешки зародишни клетки

Учени от университета в Кеймбридж, под ръководството на проф. Азим Сурани (Azim Surani), за първи път са наблюдавали "рестарт" на ДНК в първичните полови клетки преди генерирането на яйцеклетки и сперматозоиди. 

Този процес е необходим, за да може развието на новия организъм започна "от нулата", без влияние на процесите, които протичат в тялото на родителите. Статията е публикувана от учените в списание Cell, съобщава сайтът на университета Кеймбридж.

Нашата ДНК не е статична структура. Напротив, тя е постоянно в движение: някои гени се активират, за да повлияят на едни или други процеси, протичащи в тялото, а други се "изключват", след като свършат своята роля. Това се получава чрез процес, наречен химическо метилиране. Състоянието на генома с всичките му активни и неактивни гени се изучава от специална дисциплина - епигенетиката.

Епигенетичната информация, за разлика от генетичната, не се наследява. В противен случай, това би означавало, че детето ще има генетична "памет" на всичко, което се е случило с родителите му през живота им. Например, продължително гладуване води до метилиране на някои гени, което може да има отрицателно въздействие върху здравето. Детето на човек, който е гладувал, би получило тези негативни ефекти "в наследство". Тази вредна информация би се натрупвала от поколение на поколение, ставайки все по-опасна за здравето. За да се избегне това, в зародишните клетки (яйцеклетките и сперматозоидите), епигенетичната информацията се нулира, преди да започне да се добавя информация за регулиране на развитието на новата оплодена яйцеклетка.

"Това е като изтриване на компютърен диск, преди да добавяте нови данни."- обяснява проф. Азим Сурани.

Когато яйцеклетката се оплоди от сперматозоид, тя започва да се разделя на група от клетки, известни като бластоцист. В рамките на бластоциста, някои клетки се превръщат в стволови клетки, които имат потенциала да се превърнат в всякакъв вид клетки в тялото. Малка част от тези клетки стават първични полови клетки с потенциал да се превърнат в сперматозоиди или яйцеклетки.

Учените от университета в Кеймбридж са успели да разберат как се случва това. На "рестарт" се подлага ДНК на геноцитите - първичните полови клетки на ембриона. От тези клетки впоследствие развиват или яйцеклетки, или сперматозоиди, в зависимост от пола на детето. Оказва се, че "рестартирането" на ДНК на геноцитите става през втората до деветата седмица от развитието на човешкия ембрион.

Също така, "рестартирането" на тази информация е непълно. Приблизително за 5% ДНК това не се случва. Според предварителния анализ, сред тях има гени, отговорни за развитието на шизофрения, метаболитни разстройства и затлъстяване. Това откритие значително изяснява механизма на предаване на тези наследствени заболявания.

Метилирането на ДНК и свързаните с нея хистони, променят степента на активност на гените. Илюстрация: Art for Science

Откритието на учените от Кеймбридж може да има последици за изследването на т. нар. "тъмна материя" на генома. Това са гените, които някога в хода на еволюцията, сме получили от проникнали в нашия организъм бактерии. Те включват, по-специално, някои гени, отговорни за развитието на човешката плацента. Тяхното отношение към "рестартиране" на ДНК не е ясно все още. В същото време, сред тези гени, има потенциално вредни и метилирането позволява на организма да блокира действието им.

Още по темата

12/05/2015

Животът

Нашите микроби са паспортът ни

08/05/2015

Животът

Шеста ДНК база, може би и у по-сложни организми

03/04/2015

Животът

Биологичните характеристики се наследяват не само чрез ДНК, според ново изследване