Przełom w badaniach nad replikacją DNA zarodków ujawnia wczesne błędy chromosomowe.

WarsawNaukowcy z Centrum Dynamiki Biosystemów RIKEN w Japonii odkryli nowe informacje na temat replikacji DNA we wczesnych zarodkach, które przeczą wcześniejszym przekonaniom. Odkryli, że wbrew dotychczasowym poglądom, replikacja DNA we wczesnych zarodkach nie jest prostym procesem. Zespół pod kierunkiem Ichiro Hiratani ujawnił, że zarodki na wczesnym etapie przechodzą przez fazę niestabilności genomowej, co zwiększa ryzyko błędów podczas kopiowania chromosomów.

Główne wnioski z badania obejmują:

Wczesne zarodki replikują DNA w sposób równomierny, a nie sekwencyjny. Prędkość widełek replikacyjnych DNA znacznie różni się między poszczególnymi etapami. Podczas czterokomórkowego etapu rozwoju występuje podwyższona częstotliwość błędów chromosomalnych.

Wcześniejsze badania sugerowały, że replikacja DNA przebiega w określonej kolejności. Najnowsze badania pokazują jednak, że w zarodkach z 1 lub 2 komórkami kopiowanie DNA następuje równomiernie. W momencie, gdy rozwój dochodzi do etapu 4-komórkowego, ta równomierna replikacja zmienia się w proces sekwencyjny. Cały proces kopiowania DNA jest wolniejszy na tych wczesnych etapach, co może prowadzić do większej liczby błędów.

Nowe zrozumienie replikacji DNA w embrionach ma istotne znaczenie. Przejście między etapem 4-komórkowym a 8-komórkowym jest momentem podatnym na nieprawidłowości. Błędy chromosomalne w tej fazie mogą prowadzić do schorzeń takich jak zespół Downa lub skutkować niepowodzeniem ciąży. Badacze, korzystając z techniki genomiki pojedynczych komórek o nazwie scRepli-seq, odkryli, że 13% komórek wykazuje nieprawidłowości chromosomalne na tym etapie, co sugeruje, że szybkość replikacji DNA odgrywa kluczową rolę.

Zobacz również:

Dzisiaj · 12:24

Przełomowy proces przekształca odpady w ekologiczne paliwo lotnicze

Te odkrycia mogą ulepszyć proces zapłodnienia in vitro (IVF) poprzez zmniejszenie problemów chromosomalnych. Dzięki dokładnej obserwacji oraz potencjalnej interwencji w kluczowym momencie, lekarze mogą obniżyć ryzyko poronienia i wystąpienia problemów rozwojowych.

Musimy jeszcze ustalić, czy te odkrycia odnoszą się również do zarodków ludzkich. Jeśli zarodki ludzkie wykazują te same wzory kopiowania DNA i słabości, to badanie może znacznie poprawić medycynę reprodukcyjną. Przyszłe badania mogą również skupić się na sposobach wzmocnienia procesu kopiowania DNA lub przyspieszenia go, aby zapobiec błędom.

To odkrycie rodzi nowe pytania dotyczące losu komórek z takimi nieprawidłowościami chromosomalnymi. Czy komórki te mogą same się naprawiać, czy też są usuwane podczas rozwoju zarodka? Zrozumienie tych procesów mogłoby prowadzić do nowych sposobów ochrony zdrowia i żywotności zarodków.

Badanie to ukazuje, jak skomplikowany może być wczesny rozwój embrionalny i otwiera drogę do badań nad poprawą sukcesu reprodukcyjnego.