embrion
Tim je otkrio da su se stanice koje sadrže "skakajuće gene" same uništile u ranim danima razvoja (slika Krakenimages.com)
Znanstvenici koji proučavaju podatke o genskoj aktivnosti ranog ljudskog embrija otkrili su zanemarenu vrstu stanice koja se samouništava unutar nekoliko dana od formiranja kao dio procesa kontrole kvalitete za zaštitu fetusa u razvoju. Nalazi pružaju uvid u ono što se događa u prvim fazama života nakon oplodnje, što bi moglo pomoći u poboljšanju IVF-a ili liječenja regenerativnom medicinom u budućnosti.

Nova studija objavljena 20. lipnja 2023. u PLoS Biology od strane međunarodnog tima znanstvenika, uključujući istraživače sa Sveučilišta u Bathu, otkriva da bi naš najraniji razvoj u maternici mogao biti prilično drugačiji od onoga što smo uvijek pretpostavljali.

Dok se odrasle osobe sastoje od trilijuna stanica, svi smo mi započeli kao samo jedna stanica, oplođeno jaje. Ovo se dijeli i postaje dvije stanice koje se zatim dijele na četiri, koje postaju osam i tako dalje. U nekom trenutku stanice se počinju specijalizirati za svoju funkciju. Poput vlakova koji se šalju na različite terminale, neki će biti isključeni kako bi postali posteljica, dok će drugi postati embrij.

Tim znanstvenika analizirao je prethodno objavljene podatke o aktivnosti gena svake pojedine stanice iz embrija starog 5 dana i otkrio da oko četvrtina stanica ne odgovara profilu nijednog poznatog tipa stanica (pre-embrij, preplacenta itd.).

Daljnjim istraživanjem otkrili su da te stanice sadrže takozvane "mlade prijenosne elemente" ili "skakajuće gene". To su lažni elementi DNK koji se mogu kopirati i umetnuti natrag u našu DNK, često uzrokujući štetu u procesu.

Bojanje embrija od strane suradnika na projektu u Španjolskoj potvrdilo je postojanje stanica s proteinima izvedenim iz gena za skok.

Gledajući malo dalje u prošlost, tim je otkrio da su njihovi potomci imali oštećenu DNK i da su bili podvrgnuti procesu programirane stanične smrti.

Čini se da je ovaj proces, sugeriraju istraživači, oblik kontrole kvalitete: selekcija između stanica u korist dobrih.

Dr. Žužana Izsvak, suautorica iz Centra Max Delbrick i stručnjakinja za mobilnu DNK, rekla je: "Ljudi se, kao i svi organizmi, bore u beskrajnoj igri mačke i miša s ovim štetnim skaćužim genima. Dok pokušavamo potisnuti ove skakajuće gene na bilo koji mogući način, vrlo rano u razvoju oni su aktivni u nekim stanicama, vjerojatno zato što ne možemo dovoljno brzo postaviti našu genetsku obranu."

Glavni autor, profesor Laurence Hurst, iz Milnerova centra za evoluciju na Sveučilištu u Bathu, rekao je: "Ako je stanica oštećena skakanjem gena - ili bilo kojom drugom vrstom pogreške kao što je premalo ili previše kromosoma - onda je embriju bolje ukloniti te stanice i ne dopustiti im da postanu dio bebe u razvoju. Navikli smo na ideju da prirodna selekcija daje prednost jednom organizmu u odnosu na drugi. Ono što vidimo unutar embrija također izgleda kao preživljavanje najjačih, ali ovaj put između gotovo identičnih stanica. Čini se da smo otkrili novi dio našeg arsenala protiv ovih štetnih genetskih komponenti."

Nasuprot tome, podaci o jednoj stanici pokazali su da ključne stanice koje će postati embrij (unutarnja stanična masa, ili ICM) ne sadrže skačuće gene, već umjesto toga izražavaju gen sličan virusu koji se naziva ljudski endogeni virus H. To pomaže u suzbijanju mladih skačućih gena u unutarnjoj staničnoj masi, uklapajući se u novi obrazac korištenja naših starih genetskih neprijatelja u borbi protiv novih.

Autori sugeriraju da ako je proces kontrole kvalitete previše osjetljiv, embrij u cjelini može umrijeti. To bi moglo objasniti zašto su neke mutacije u našem sustavu za otkrivanje oštećenja u ranim embrijima također povezane s neplodnošću.