Биологам из Европейского института биоинформатики удалось выяснить, как эмбрион мыши формируется из шара, состоящего из одинаковых клеток, в структурированную форму. Исследователи установили, какие гены активны в каждой из тысячи отдельных клеток и как они определяют путь дальнейшего развития. Пресс-релиз опубликован на сайте EurekAlert! в среду, 6 июля.
Цель ученых заключалась в том, чтобы выяснить, что происходит во время гаструляции, когда у зародыша формируется общий план тела и источники будущих органов. Благодаря развитию технологий секвенирования — установлению последовательностей ДНК и РНК, — исследователи смогли определить, какие гены участвуют в процессе транскрипции на этапе образования гаструлы. Этот метод называется секвенированием одиночных клеток. Он позволяет определить активность генов в отдельных клетках на самых ранних стадиях развития организма.
После создания атласа экспрессии генов ученые решили проверить, что изменится, если подавить у мышей генетический фактор, отвечающий за образование крови. Оказалось, что клетки, которые у здоровых мышей превращаются в клетки крови, у генетически модифицированных животных останавливаются в своем развитии. По словам исследователей, зародыш каждый раз принимает своего рода решения, какие ткани и органы должны формироваться, и правильный выбор ему подсказывают гены. Новый метод позволяет отслеживать судьбу отдельных клеток на определенном этапе развития эмбрионов.
Гаструляция — сложный процесс изменений в эмбрионе, во время которого происходит рост, размножение и дифференцировка клеток. В результате образуется трехслойная структура, состоящая из эндодермы, мезодермы и энтодермы. Из последних впоследствии формируются органы. Гаструле предшествует бластула — полый одноклеточный шар, состоящий из одного слоя клеток.