Биологи восстановили родословную миллионов клеток мышиного эмбриона
История клеточных делений помогает понять, как из одной оплодотворённой яйцеклетки формируется сложный организм. Она показывает, какая клетка от какой произошла и когда её потомки приобрели разные функции. Две независимые команды под руководством Джонатана Вайсмана и Джея Шендура восстановили клеточные родословные развивающихся мышей. В сообщении Медицинского института Говарда Хьюза говорится о картах, охватывающих миллионы клеток, и публикации результатов в Science.
Как клетки записывают своё прошлое
Проследить развитие мышиного эмбриона под микроскопом непросто: он находится внутри организма матери, а ткани непрозрачны. Вместо непрерывной съёмки исследователи используют записи в ДНК. Генетические метки передаются потомкам клетки, и по сочетанию этих меток можно восстановить её происхождение.
Команда Вайсмана из Института Уайтхеда применила систему PEtracer, представленную в 2025 году. Она использует прайм-редактирование — разновидность точного редактирования ДНК — и позволяет накапливать метки более чем в ста участках генома.
Команда Шендура из Вашингтонского университета использовала DNA Typewriter, или «ДНК-печатную машинку», разработанную в 2022 году. Система последовательно записывает изменения на молекулярную «ленту». В новой работе её компоненты ввели в оплодотворённую яйцеклетку мыши.
Что удалось восстановить
Подробности исследования DNA Typewriter ранее были опубликованы в препринте. Авторы изучили эмбрион на стадии позднего формирования органов, получив данные примерно о 1,75 миллиона клеточных ядер. На их основе они реконструировали дерево происхождения более 1,3 миллиона клеток.
Такие записи позволяют сопоставить несколько сторон развития:
- происхождение клеток и их общих предков;
- последовательность расхождения клеточных линий;
- тип клетки и активные в ней гены.
Речь идёт о реконструкции по накопленным меткам, а не о видеозаписи каждого деления. Исследован эмбрион, а не все клетки взрослой мыши. Полнота карты зависит от того, насколько хорошо удалось записать и прочитать генетические метки.
Зачем нужна клеточная родословная
Карта происхождения дополняет обычный клеточный атлас: она показывает не только состав тканей в момент исследования, но и путь, по которому они сформировались. Это помогает ставить более точные вопросы о развитии организма и выборе клеточной специализации.
Читайте также: Кратковременный сигнал изменил путь развития клетки в лабораторном эксперименте.
Исследователи рассматривают такие инструменты как основу для изучения нарушений развития и истории опухолей. Применение методов в диагностике и лечении потребует отдельной проверки: восстановленная родословная сама по себе ещё не объясняет все причины заболевания.
