Учёные открыли новый тип эмбриональных клеток, которые самоуничтожаются для защиты зародыша

Анализируя данные об активности генов в раннем человеческом эмбрионе, учёные обнаружили ранее упущенный из виду тип клеток. Эти клетки самоуничтожаются через несколько дней после образования в рамках процесса контроля качества, защищающего развивающийся плод. Результаты, опубликованные 20 июня 2023 года в PLoS Biology, дают представление о самых первых стадиях жизни после оплодотворения, что в будущем может помочь улучшить методы ЭКО или регенеративной медицины.

Самоуничтожающиеся эмбриональные клетки

Проанализировав опубликованные ранее данные об активности генов в каждой отдельной клетке 5-дневных эмбрионов, международная команда учёных обнаружила, что около четверти клеток не соответствуют профилю ни одного из известных типов (пре-эмбрион, пре-плацента и т.д.).

Дальнейшее исследование показало, что в этих клетках содержатся так называемые «молодые транспозоны» или «прыгающие гены». Это «нестабильные» элементы ДНК, которые могут копироваться и встраиваться обратно в наш геном, часто вызывая повреждения.

Подтверждено существование этих клеток с белками, производными от прыгающих генов.

Механизм контроля качества

Проследив развитие этих клеток во времени, команда обнаружила, что их клетки-потомки имеют повреждения ДНК и подвергаются процессу запрограммированной клеточной смерти.

Исследователи предполагают, что этот процесс является формой контроля качества — отбором между клетками в пользу «хороших».

«Если клетка повреждена прыгающими генами — или любой другой ошибкой, например, имеет слишком мало или слишком много хромосом — то эмбриону лучше удалить эти клетки и не позволить им стать частью развивающегося ребёнка. Мы видим внутри эмбрионов что-то похожее на выживание наиболее приспособленных, но на этот раз между почти идентичными клетками», — говорит соавтор работы профессор Лоуренс Херст.

Использование старых генетических врагов для борьбы с новыми

Данные также показали, что ключевые клетки, которые станут эмбрионом (внутренняя клеточная масса), не содержат прыгающих генов. Вместо этого они экспрессируют вирусоподобный ген человеческий эндогенный ретровирус H (HERVH), который помогает подавлять молодые прыгающие гены.

Это соответствует формирующейся картине: мы используем наших старых генетических врагов для борьбы с новыми.

Авторы предполагают, что если процесс контроля качества будет слишком чувствительным, весь эмбрион может погибнуть. Это может объяснить, почему некоторые мутации в нашей системе обнаружения повреждений в ранних эмбрионах также связаны с бесплодием.