Исследователи внедрили модернизированную систему записи в геном оплодотворенной яйцеклетки мыши, впервые восстановив детальное семейное древо 1,3 миллиона эмбриональных клеток. Результаты масштабного эксперимента, охватывающего период до позднего формирования органов, были опубликованы 8 октября 2026 года в журнале Science.
Группа ученых из Университета Вашингтона и Дартмутского колледжа реконструировала клеточную историю развивающегося эмбриона млекопитающего на протяжении 13,5 дней. Полный гестационный период у мышей составляет от 19 до 21 дня. Как сообщил Университет Вашингтона, этот метод позволяет детально проследить путь развития организма от зиготы до образования основных органов.
Технология DNA Typewriter и модернизация клеточной ленты
В основе исследования лежит технология DNA Typewriter, изобретенная доктором Джеем Шендуром и Цзюньхун Чоем из онкологического центра Sloan Kettering. Чтобы использовать ДНК мыши в качестве носителя информации, ученые внедрили в геном оплодотворенной яйцеклетки специальную ленту с внесенными изменениями, которую значительно проще считывать из отдельных клеток.
«Думайте об этом как о настоящем печатном станке, за исключением того, что он печатает прямо на ДНК самой клетки вместо бумаги»,
Хаэдон Ким, постдокторант в области геномики в UW Medicine, Говард Хьюз и Сиэтлский центр синтетической биологии
При каждом делении клетки лента фиксирует новый символ в строгом порядке, не стирая уже записанную информацию. По словам исследователей, такой подход кардинально отличается от старых методов на основе ферментов, разрезающих ДНК. Более ранние технологии оставляли повреждения, быстро исчерпывали ресурс памяти и не сохраняли хронологию событий.
«Запись истории — это только половина проблемы. Вам также нужно прочитать ее обратно из каждой клетки, поэтому мы переработали ленту, чтобы сделать этот процесс проще», Хаэдон Ким, соавтор исследования
Анализ эмбриона № 3 и выявление ключевых этапов развития
Команда попыталась применить систему записи на 100 оплодотворенных яйцеклетках мышей, получив в итоге 10 эмбрионов для изучения. Самым информативным оказался эмбрион № 3, где записывающая система активировалась наиболее стабильно.
Анализ этой записи позволил ученым зафиксировать момент первого деления зиготы.
«Наша запись запечатлела четкую, постоянную метку, отличающую две самые первые клетки, что позволило нам проследить практически каждую профилированную нами клетку эмбриона обратно к одной или другой из них»,
Хаэдон Ким, соавтор исследования
Один из двух исходных прародителей оставил после себя больше потомков, однако обе ветви производили разнообразные типы клеток практически в равных пропорциях.
Сравнение подходов Шендура и Вейссмана в независимых исследованиях
Параллельно с работой группы Джея Шендура, команда Джонатана Вейссмана из Массачусетского технологического института применила систему прайм-редактирования под названием PEtracer, исследовав более 1,4 миллиона клеток из 16 мышиных эмбрионов. Об этих результатах сообщил Медицинский институт Говарда Хьюза.
| Исследовательская группа | Метод | Объект анализа | Публикация |
|---|---|---|---|
| Джей Шендур и Чэнсян Цю | DNA Typewriter | Эбрион мыши (около 1,3 млн клеток) | Science (8 октября 2026) |
| Джонатан Вейссман с коллегами | PEtracer (прайм-редактирование) | 16 мышиных эмбрионов (1,4 млн клеток) | Cell (8 октября 2026) |
Обе технологии призваны преодолеть ограничения традиционной микроскопии, бесполезной для непрозрачных тканей млекопитающих, и разрушительных методов геномики, фиксирующих лишь одну временную точку.
«Это действительно доказательство принципа того, что мы можем сделать то же самое, что было сделано с круглым червем в 1983 году, но для млекопитающих, таких как вы и я»,
Джонатан Вейссман, исследователь HHMI
Полученные данные в дальнейшем планируется использовать для обучения моделей искусственного интеллекта, способных прогнозировать развитие эмбрионов и помогать в развитии клеточной инженерии для терапевтических целей.
Ещё по этой теме
