نوع جدیدی از سلول های جنینی کشف شد که برای محافظت از جنین در حال رشد خود تخریب می شود

دانشمندانی که در حال مطالعه داده های فعالیت ژنی جنین اولیه انسان هستند، نوع نادیده گرفته شده ای از سلول را کشف کرده اند که طی چند روز پس از تشکیل، به عنوان بخشی از فرآیند کنترل کیفیت برای محافظت از جنین در حال رشد، خود تخریب می شود. این یافته ها بینش هایی را در مورد آنچه در همان مراحل اولیه زندگی پس از لقاح اتفاق می افتد ارائه می دهد که در آینده می تواند به بهبود IVF یا درمان های پزشکی بازساختی کمک کند.

مطالعه جدیدی که در 20 ژوئن 2023 در زیست شناسی PLoS توسط یک تیم بین‌المللی از دانشمندان از جمله محققان دانشگاه باث، دریافتند که اولین رشد ما در رحم ممکن است با آنچه همیشه تصور می‌کردیم متفاوت باشد.

در حالی که انسان بالغ از تریلیون ها سلول تشکیل شده است، همه ما فقط یک سلول، تخم بارور شده، شروع کردیم. این تقسیم می شود و به 2 سلول تبدیل می شود که به نوبه خود تقسیم می شود و به 4 تبدیل می شود که به 8 و غیره تبدیل می شود. در برخی مواقع سلول ها شروع به تخصص در عملکرد خود می کنند. مانند قطارهایی که به ایستگاه‌های انتهایی مختلف فرستاده می‌شوند، برخی از آنها برای تبدیل شدن به جفت متوقف می‌شوند و برخی دیگر به جنین تبدیل می‌شوند.

سلول جنینی خود تخریب شونده

تیمی از دانشمندان داده های منتشر شده قبلی در مورد فعالیت ژنی هر سلول از جنین های 5 روزه را تجزیه و تحلیل کردند و کشف کردند که حدود یک چهارم سلول ها با مشخصات هیچ یک از انواع سلول های شناخته شده (پیش جنین، پیش از جفت) مطابقت ندارند. و غیره).

با بررسی بیشتر، آنها دریافتند که این سلول ها حاوی به اصطلاح “عناصر جابجایی جوان” یا “ژن های پرش” هستند. اینها عناصر سرکش DNA هستند که می توانند خود را کپی کرده و دوباره به DNA ما وارد کنند و اغلب باعث آسیب در این فرآیند می شوند.

رنگ آمیزی جنین ها توسط همکاران پروژه در اسپانیا وجود سلول ها را با پروتئین های مشتق شده از ژن های پرش تایید کرد.

با نگاهی دورتر به زمان، این تیم دریافتند که فرزندان آنها هر دو آسیب DNA دارند و تحت یک فرآیند مرگ سلولی برنامه ریزی شده قرار می گیرند.

مکانیزم کنترل کیفیت

محققان پیشنهاد می‌کنند که این فرآیند شبیه نوعی کنترل کیفیت است: انتخاب بین سلول‌ها به نفع سلول‌های خوب.

دکتر Zsuzsanna Izsvák، یکی از نویسندگان ارشد مرکز Max Delbrück و متخصص DNA موبایل، می‌گوید: «انسان‌ها، مانند همه موجودات، با این ژن‌های مضر پرش با یک بازی بی‌پایان گربه و موش مبارزه می‌کنند.

“در حالی که ما سعی می کنیم این ژن های پرش را به هر وسیله ممکن سرکوب کنیم، در مراحل اولیه رشد آنها در برخی سلول ها فعال هستند، احتمالاً به این دلیل که نمی توانیم دفاع ژنتیکی خود را به اندازه کافی سریع انجام دهیم.”

پروفسور لارنس هرست، یکی از نویسندگان، از مرکز تکامل میلنر در دانشگاه باث، گفت: “اگر سلولی توسط ژن های پرش آسیب ببیند – یا هر نوع خطای دیگری مانند داشتن کروموزوم های بسیار کم یا زیاد – پس جنین بهتر است این سلول ها را از بین ببرد و اجازه ندهد که بخشی از جنین در حال رشد شوند.

ما به این ایده عادت کرده ایم که انتخاب طبیعی یک ارگانیسم را بر موجودی دیگر ترجیح می دهد. آنچه در درون جنین ها می بینیم نیز شبیه بقای بهترین ها است اما این بار بین سلول های تقریباً یکسان. به نظر می رسد که ما بخش جدیدی از زرادخانه خود را در برابر این مؤلفه های ژنتیکی مضر کشف کرده ایم.”

لارنس هرست، نویسنده، پروفسور، مرکز تکامل میلنر در دانشگاه باث

استفاده از دشمنان ژنتیکی قدیمی برای مبارزه با دشمنان جدید

برعکس، داده‌های تک سلولی نشان داد که سلول‌های کلیدی که به جنین تبدیل می‌شوند (توده سلولی داخلی یا ICM) حاوی ژن‌های پرش نیستند، بلکه ژنی شبیه ویروس به نام ویروس H درون‌زای انسانی را بیان می‌کنند. این به سرکوب جوان‌ها کمک می‌کند. پرش ژن ها در توده سلولی داخلی، متناسب با یک الگوی در حال ظهور که ما از دشمنان ژنتیکی قدیمی خود برای مبارزه با دشمنان جدید خود استفاده می کنیم.

نویسندگان پیشنهاد می کنند که اگر فرآیند کنترل کیفیت بیش از حد حساس باشد، جنین به طور کلی ممکن است بمیرد. این ممکن است توضیح دهد که چرا برخی جهش ها در سیستم ما برای تشخیص آسیب در جنین های اولیه نیز با ناباروری مرتبط است.