Τα γονίδια στα ανθρώπινα έμβρυα ενεργοποιούνται πολύ νωρίτερα από ό,τι πιστεύαμε κάποτε, σύμφωνα με μια μελέτη που παρέχει νέα εικόνα για την ανάπτυξη. Σε αντίθεση με την παλιά άποψη ότι η γονιδιακή δραστηριότητα αρχίζει δύο έως τρεις ημέρες μετά τη σύλληψη, όταν το έμβρυο αποτελείται από τέσσερα έως οκτώ κύτταρα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι στην πραγματικότητα ξεκινά στο στάδιο του ενός κυττάρου.
Επαναστατική ανακάλυψη για την εμβρυολογία
Τα έμβρυα ενός κυττάρου έχουν εκατοντάδες ενεργά γονίδια, αλλά οι προηγούμενες τεχνικές δεν ήταν αρκετά ευαίσθητες για να ανιχνεύσουν αυτή τη μικρή δραστηριότητα. Σύμφωνα με τους Βρετανούς συγγραφείς, η αλληλουχία RNA τελευταίας τεχνολογίας που χρησιμοποιείται σε αυτή τη μελέτη θα μπορούσε να το κάνει. “Αυτή είναι η πρώτη καλή ματιά στην αρχή μιας βιολογικής διαδικασίας που περνάμε όλοι — η διέλευση από το στάδιο του μονοκύτταρου εμβρύου”, δήλωσε ο συν-επικεφαλής της μελέτης Anthony Perry, καθηγητής βιολογίας και βιοχημείας στο Πανεπιστήμιο του Λούτρο.
Τα μονοκύτταρα έμβρυα χωρίς γονιδιακή δραστηριότητα δεν συνεχίζουν να αναπτύσσονται, επομένως η γονιδιακή δραστηριότητα είναι “ένα θεμελιώδες βήμα”, σημείωσε ο Perry σε ένα δελτίο ειδήσεων του πανεπιστημίου. Η ομάδα του διαπίστωσε επίσης ότι πολλά γονίδια που ενεργοποιούνται σε έμβρυα ενός κυττάρου παραμένουν ενεργοποιημένα μέχρι το στάδιο των τεσσάρων έως οκτώ κυττάρων. Σε εκείνο το σημείο, απενεργοποιούνται. “Φαίνεται σαν να υπάρχει ένα είδος γενετικής μετατόπισης στα πρώιμα έμβρυα: Η πρώτη βάρδια ξεκινά αμέσως μετά τη γονιμοποίηση, στα μονοκύτταρα έμβρυα και μια δεύτερη βάρδια αναλαμβάνει στο στάδιο των οκτώ κυττάρων”, είπε ο Perry.
Μερικά από τα ενεργοποιημένα γονίδια σε έμβρυα ενός κυττάρου αναμένεται να παίξουν ρόλους σε πρώιμα έμβρυα, αλλά οι ρόλοι άλλων ενεργοποιημένων γονιδίων είναι άγνωστοι και θα μπορούσαν να υποδεικνύουν εμβρυϊκά συμβάντα που δεν έχουν γίνει ακόμη κατανοητά, σύμφωνα με τα ευρήματα. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στις 21 Δεκεμβρίου στο περιοδικό Cell Stem Cell. “Αν και πιστεύεται ότι το έναυσμα για την ενεργοποίηση προέρχεται από το αυγό, δεν είναι γνωστό πώς. Τώρα γνωρίζουμε ποια γονίδια εμπλέκονται, μπορούμε να εντοπίσουμε τις διευθύνσεις τους και να χρησιμοποιήσουμε μοριακές τεχνικές για να μάθουμε”.
Πώς αυτά τα ευρήματα θα βοηθήσουν στην κατανόηση του καρκίνου;
Ο φυσικός, υγιής ρόλος ορισμένων παραγόντων ενεργοποίησης γονιδίων που στραβώνουν και προκαλούν καρκίνο μπορεί να είναι η αφύπνιση γονιδίων σε έμβρυα ενός κυττάρου, πρότειναν οι ερευνητές. Εάν αυτό αποδειχθεί αληθές, η μελέτη θα μπορούσε να ενισχύσει την κατανόηση του πώς ξεκινά ο καρκίνος και να οδηγήσει σε νέους τρόπους πρόληψης και διάγνωσής του. Η μελέτη μπορεί επίσης να προσφέρει νέα εικόνα για κληρονομικά χαρακτηριστικά, όπως η παχυσαρκία.
Δεν είναι γνωστό πώς μεταδίδονται τέτοια χαρακτηριστικά από τους γονείς στα παιδιά, αλλά η τροποποιημένη γονιδιακή ενεργοποίηση μετά τη γονιμοποίηση είναι ένας πιθανός μηχανισμός, σύμφωνα με τους ερευνητές. “Εάν αληθεύει, θα πρέπει να μπορούμε να δούμε αυτή την αλλοιωμένη υπογραφή ενεργοποίησης γονιδίου στο στάδιο του ενός κυττάρου”, δήλωσε ο συν-επικεφαλής της μελέτης Giles Yeo, κύριος ερευνητικός συνεργάτης στο Πανεπιστήμιο του Cambridge.