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.
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.
Источник: ГН
