Oamenii de ştiinţă care studiază activitatea genetică a embrionului uman timpuriu au descoperit un tip de celulă care se autodistruge la câteva zile de la formare, ca parte a unui proces de control al calităţii pentru a proteja fătul în curs de dezvoltare. Descoperirile oferă informaţii despre ceea ce se întâmplă în primele etape ale vieţii după fertilizare, ceea ce ar putea contribui în viitor la îmbunătăţirea tratamentelor de fertilizare in vitro sau de medicină regenerativă.
Un nou studiu publicat marţi în PLoS Biology de către o echipă internaţională de oameni de ştiinţă constată că dezvoltarea timpurie în uter ar putea fi destul de diferită de ceea ce s-a presupus până acum.
În timp ce un om adult este compus din trilioane de celule, viaţa umană început ca o singură celulă, ovulul fertilizat.
Acesta se împarte în două celule care, la rândul lor, se împart în patru, care devin opt şi aşa mai departe.
La un moment dat, celulele încep să se specializeze în funcţie, unele vor fi redirecţionate pentru a deveni placenta, în timp ce altele vor deveni embrionul.
Celula embrionară care se autodistruge
Echipa de oameni de ştiinţă a analizat datele publicate anterior privind activitatea genetică a fiecărei celule individuale din embrionii de 5 zile şi a descoperit că aproximativ un sfert dintre acestea nu se potriveau profilului niciunui tip de celule cunoscute (pre-embrion, pre-placentă etc.).
Investigând în continuare, au descoperit că aceste celule conţineau aşa-numitele „elemente transpozabile tinere" sau „gene săritoare" (transpozoni, consideraţi mult timp un balast genetic inutil).
Acestea sunt fragmente mici şi necorespunzătoare de ADN care se pot copia pe sine şi se pot insera înapoi în ADN-ul uman, provocând adesea daune în acest proces.
Etichetarea embrionilor cu probe fluorescente de către colaboratori ai proiectului din Spania a confirmat existenţa celulelor cu proteine derivate din genele săritoare.
Echipa a descoperit că descendenţii acestora prezintă leziuni ale ADN-ului, şi sunt supuşi unui proces de moarte celulară programată.
Un mecanism de control al calităţii?
Acest proces, sugerează cercetătorii, seamănă cu o formă de control al calităţii: o selecţie între celule în favoarea celor bune.
„Oamenii, la fel ca toate organismele, se luptă într-un nesfârşit joc de-a şoarecele şi pisica cu aceste gene săritoare dăunătoare", a declarat dr. Zsuzsanna Izsvák, de la centrul Max Delbrück, expert în ADN mobil, şi coautor principal al acestui studiu.
„Deşi încercăm să suprimăm aceste gene săritoare prin orice mijloace posibile, foarte devreme în dezvoltare ele sunt active în unele celule, probabil pentru că nu ne putem pune în funcţiune apărarea genetică suficient de repede", a explicat medicul.
La rândul său, coautorul principal, profesorul Laurence Hurst, de la centrul pentru Evoluţie din cadrul universităţii din Bath (Marea Britanie), spune că „dacă o celulă este afectată de genele săritoare - sau de orice alt tip de eroare, cum ar fi faptul că are prea puţini sau prea mulţi cromozomi - atunci este mai bine ca embrionul să elimine aceste celule şi să nu le permită să facă parte din organismul copilului în curs de dezvoltare".
„Suntem obişnuiţi cu ideea că selecţia naturală favorizează un organism în detrimentul altuia. Ceea ce observăm în cadrul embrionilor seamănă, de asemenea, cu supravieţuirea celui mai adaptat, dar de data aceasta între celule aproape identice. Se pare că am descoperit o nouă parte a arsenalului nostru împotriva acestor componente genetice dăunătoare", a mai precizat el.
Datele obţinute prin secvenţierea cu o singură celulă au arătat că celulele cheie care vor deveni embrionul (masa celulară internă/MCI) nu conţin gene săritoare, ci exprimă o genă asemănătoare unui virus numită retrovirus endogen uman H.
Aceasta ajută la suprimarea genelor săritoare tinere din masa celulară internă.
Autorii sugerează că, dacă procesul de control al calităţii este prea sensibil, embrionul întreg poate muri.
Acest lucru ar putea explica de ce unele mutaţii în sistemul uman de detectare a daunelor în embrionii timpurii sunt, de asemenea, asociate cu infertilitatea.
