Анатомия решения: картирование раннего развития

В первом в своем роде эксперименте на уровне генома исследователи получили новое понимание того, как эмбрион мыши впервые начинает превращаться из шара неспециализированных клеток в небольшую структурированную сущность. Опубликованное в Nature, исследование по одноклеточной геномике возглавляли Европейский институт биоинформатики (EMBL-EBI) и Кембриджский институт стволовых клеток Wellcome Trust-MRC.

Гаструляция — это момент, когда устанавливается общий план тела животного, непосредственно перед началом развития отдельных органов. Понимание этой точки очень раннего развития жизненно важно для понимания того, как развиваются животные и что идет не так. Одна из самых больших проблем в изучении гаструляции — очень небольшое количество клеток, из которых состоит эмбрион на этой стадии.

Благодаря достижениям в одноклеточном секвенировании команда смогла проанализировать более 1000 отдельных клеток гаструлирующих эмбрионов мыши. Результатом стал атлас экспрессии генов во время очень раннего, здорового развития млекопитающих.

"Одноклеточные технологии — это серьезное изменение по сравнению с тем, что мы использовали раньше. Теперь мы можем делать прямые наблюдения, чтобы видеть, что происходит на самых ранних стадиях развития", — говорит Джон Мариони.

Чтобы проиллюстрировать полезность атласа, команда изучила, что происходит, когда удаляется генетический фактор, необходимый для формирования клеток крови.

"Это было совсем не то, что мы ожидали. Мы обнаружили, что клетки, которые у здоровых эмбрионов должны были стать клетками крови, в эмбрионах, лишенных ключевого гена, фактически запутывались, по сути, застревая", — говорит Джон. "Что особенно захватывает, так это то, что теперь мы можем рассмотреть очень небольшое количество клеток, которые фактически принимают решение в тот самый момент времени, когда это решение принимается. Это дает нам совершенно иную перспективу на развитие".

"Это только начало того, как одноклеточная геномика изменит наше понимание раннего развития", — говорит Берти Готтгенс.