Ученые из Центра динамики биосистем RIKEN сделали открытие, которое радикально меняет наши представления о процессе репликации ДНК во время развития ранних эмбрионов. Согласно опубликованным в журнале Nature результатам исследования, после зачатия эмбрион проходит через период нестабильности репликации ДНК, что приводит к увеличению количества ошибок копирования хромосом.
Исследователи использовали метод геномики отдельных клеток под названием scRepli-seq для детального изучения процесса репликации ДНК в развивающихся эмбрионах мыши на разных стадиях, начиная с момента оплодотворения.
Во время репликации хромосомы раскручиваются и образуют структуры, напоминающие вилки. Эти вилки должны двигаться вниз по цепи ДНК, повторно закрывая скопированные области и расстегивая следующую часть. Известно, что различные области хромосом дублируются в определенной последовательности. Первое открытие исследователей заключалось в том, что на ранних стадиях эмбриогенеза, до формирования четырехклеточного эмбриона, ДНК реплицируется равномерно, а не последовательно, как это происходит в зрелых клетках. Было также установлено, что скорость движения репликативной вилки значительно снижается на стадиях 1, 2 и 4 клеток, что способствует возникновению ошибок копирования.
Ошибки в репликации ДНК первые несколько дней после оплодотворения часто приводят к хромосомным аномалиям, таким как дополнительные или отсутствующие копии, разрывы в копиях или неполные копии. Некоторые из этих ошибок могут привести к выкидышу, в то время как другие вызывают нарушения развития, такие как синдром Дауна (трисомия по 21-й хромосоме).
Особенно интересно, что на стадии четырехклеточного эмбриона наблюдается временное увеличение частоты хромосомных аномалий, что, по мнению ученых, связано с медленным движением репликативной вилки. Было установлено, что 13 процентов клеток на этой стадии демонстрируют хромосомные аномалии, тогда как на других стадиях этот показатель значительно ниже.
Эти открытия могут способствовать разработке новых методов в области репродуктивной медицины для минимизации хромосомных аномалий в первые дни после оплодотворения.
Источник: https://lenta.ru/news/2024/09/02/riken/
