Специалисты Центра динамики биосистем RIKEN совершили прорыв в понимании процесса репликации ДНК у ранних эмбрионов. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, демонстрируют, что после зачатия репликация ДНК проходит через критический период нестабильности, приводящий к увеличению количества ошибок копирования хромосом.
Применив метод геномики отдельных клеток scRepli-seq, ученые детально изучили процесс репликации ДНК в развивающихся эмбрионах мышей на различных стадиях, начиная с момента оплодотворения.
При репликации части хромосомы области ДНК раскрываются, формируя вилкообразную структуру. Для продолжения процесса вилка должна продвигаться по цепи ДНК, закрывая скопированные участки и открывая следующие секции.
Исследователи обнаружили, что на ранних стадиях эмбриогенеза, до формирования четырехклеточного эмбриона, ДНК реплицируется равномерно, а не последовательно, как в зрелых клетках. Кроме того, было установлено, что скорость движения репликативной вилки значительно снижена на стадиях 1, 2 и 4 клеток, что способствует возникновению ошибок копирования.
Ошибки репликации ДНК в первые дни после оплодотворения часто приводят к хромосомным аномалиям, включая дополнительные копии, отсутствующие копии, разрывы или неполные копии. Некоторые из ошибок копирования вызывают выкидыши, другие приводят к нарушениям развития, например, синдрому Дауна (трисомии по 21-й хромосоме).
Особый интерес вызвало временное увеличение частоты хромосомных аномалий на стадии четырехклеточного эмбриона, что, по мнению ученых, связано с медленным движением репликативной вилки. Исследователи установили, что 13 процентов клеток на данной стадии демонстрируют хромосомные аномалии, в то время как на других стадиях показатель значительно ниже.
Полученные результаты открывают новые перспективы для разработки усовершенствованных методов в области репродуктивной медицины, направленных на минимизацию хромосомных аномалий в первые дни после оплодотворения. Данное открытие может стать ключевым фактором в повышении эффективности вспомогательных репродуктивных технологий и снижении рисков генетических нарушений у будущих поколений.
в удобном формате
Перейти в Дзен
