Ученые выяснили, что экспрессия генов начинается у эмбриона сразу после оплодотворения, а не спустя несколько дней, как считалось ранее. Кроме того, в активации этого процесса участвуют те же молекулярные механизмы, что запускают развитие раковой опухоли. Результаты исследования предлагают новые возможности для создания противораковых препаратов.
Эмбрион человека/ © Wikimedia Commons
После оплодотворения экспрессия генов в образовавшейся зиготе останавливается. Для дальнейшего эмбрионального развития, конечно, необходимо включение генов, однако долгое время оставалось загадкой, как и когда это происходит. В течение десятилетий ученые считали, что гены человеческих эмбрионов «молчат» несколько дней после оплодотворения, а активация генома происходит примерно на стадии восьми клеток. До этого момента зародыш синтезирует все необходимые ему белки на основе матричных РНК, полученных от матери.
Однако секвенирование РНК одиночных клеток, проведенное сотрудниками Университета Бата и Кембриджского университета (Великобритания), показало, что у человеческих эмбрионов экспрессия генов начинается уже на стадии одной клетки. Это происходит практически сразу после оплодотворения, которое само по себе запускает транскрипцию, активируя факторы транскрипции, уже содержащиеся в яйцеклетке.
Другим удивительным открытие стало то, что первые гены, которые экспрессируются в эмбрионе, активируют связанные с раком факторы транскрипции, в том числе протоонкогенные белки MYC и MYCN. Результаты исследования опубликованы в журнале Trends in Cell Biology.
Ученым крайне мало известно о том, как начинается рак. Как правило, к тому времени, когда его диагностируют, болезнь уже прогрессирует. Данные о факторах, запускающих развитие опухоли, позволили бы разрабатывать новые методы диагностики и лечения онкологических заболеваний. Процесс оплодотворения предсказуем, и за ростом эмбриона легко можно наблюдать в лабораторных условиях, поэтому сходство эмбрионального развития с развитием опухоли представляет собой многообещающий результат.
Активация экспрессии генов эмбриона, вероятно, связана с эпигенетическими изменениями в способе упаковки генома. Фосфорилирование и другие модификации, которые происходят с геномом во время оплодотворения, могут активировать транскрипционные факторы яйцеклетки, чтобы инициировать активацию эмбрионального генома.
Экспрессированные гены лежат на молекулярных путях, связанных с раком. Одно из возможных объяснений заключается в том, что начало эмбрионального развития, как и превращение соматической клетки в раковую, инициируется эпигенетически, то есть запускается за счет модификаций ДНК, не изменяющих последовательность ее нуклеотидов.
Комментарии
Если наука докопалась до того, что эмбриональное развитие неким образом напоминает развитие раковой опухоли, то попробуем порассуждать..
Как вообще формируются первичные половые клетки.. яйцеклетки и сперматозоиды.. Ответ "яйцеклетки рождаются в яичниках, а сперматозоиды в яичках" здесь не подходит.. Вопрос требует конкретики: откуда в яичниках берутся яйцеклетки, а в яичках сперматозоиды?
Если не задаваться этим вопросом, то получается, что количество яйцеклеток в яичниках закладывается в женский эмбрион с момента зачатия.. и с мужскими сперматозоидами - аналогично.. Но можно пойти другим путём, и предположить, что половые клетки на протяжении нашей жизни формируются высшей нервной системой человека..
Основа половой клетки - это ДНК.. ДНК - это информация.. информация накапливается и сохраняется высшей нервной системой.. высшая нервная система формирует основу половой клетки, учитывая полученный прижизненный опыт всех поколений.. ... Здесь возникает вопрос: каким образом сформированная основа половой клетки попадает в половую систему?.. по неким "каналам/канальцам" спинного столба? Буквально, спускается в тазовую полость по стволу спинного мозга.. затем просачивается в яичники или в яички.. и там на этой основе формируется полноценная половая клетка..
Появляется очередной вопрос: почему за месяц у женщины формируется одна яйцеклетка, а у мужчины - тысячи сперматозоидов.. Вероятно, механизмы формирования основы у мужчин и женщин значительно разнятся.. но способ доставки - спинной мозг - остаётся одинаковым.. Изучить бы эту тему основательно, получились бы и интересные ответы..
.. к чему все эти рассуждения? а к тому, что раковые опухоли могут формироваться из "убежавших" основ.. убежит какая-либо основа будущей половой клетки из стратегического пути - и становится блуждающей.. начинает бродить по организму, пока не найдёт себе где-либо пристанище, уютный уголок.. там наша основа оседает.. и возможно, происходит полное формирование половой клетки.. в самом неподходящем месте и в самое неподходящее время..
Но поскольку её природа требует тесного контакта с другой половой клеткой, то - за неимением требуемого - происходит слияние с какой-нибудь "первой встречной" клеткой организма.. допустим, со стволовой.. Происходит аномальное подобие оплодотворения, и в результате - начинает формироваться раковая опухоль..
.. вот такие мысли появились после прочтения статьи..