Novo istraživanje tima sa Univerziteta u Cambridgeu pokazuje da gen NANOG ima ključnu ulogu u ranoj sudbini epiblastnih ćelija ljudskog embriona: kada se onemogući, te ćelije ne postaju ćelije embriona, već se preusmeravaju ka žumančanoj kesi i ćelijama posteljice. Istraživači su koristili preciznu tehniku baznog uređivanja kako bi izmenili samo jednu nukleotidnu bazu u normalnim ljudskim embrionima, uz poštovanje pravila o razvoju do 14 dana. Nalazi potvrđuju razlike između ljudi i miševa i naglašavaju da su efekti još uvek pretežno mehanistički, a ne klinički.
Jedan Gen Odlučuje: Isključenje NANOG Onemogućava Formiranje Ćelija Embriona, Pokazalo Istraživanje
Illustration of an embryo in the early stages of development. (Design Cells/iStock/Getty Images)
Prvi trenuci ljudskog razvoja su izuzetno ranjivi i ukršteni nizovi signalizacije odlučuju koji će set ćelija postati embrion, a koji pomoćni organi. Novo međunarodno istraživanje predvođeno Kathy Niakan sa Univerziteta u Cambridgeu pokazuje da gen NANOG igra ključnu ulogu u tim ranim odlukama — ali na način koji se razlikuje od onog zabeleženog kod miševa.
Šta su istraživači uradili
Umesto da koriste standardni CRISPR/Cas9 pristup koji prekida obe niti DNK i može izazvati neželjene promene, tim je primenio bazno uređivanje (base editing) — preciznu promenu jedne nukleotidne baze u genomu. Ključno je da su radili na razvojno normalnim ljudskim embrionima (ne tripronuklearnim), do donorskih i viškova iz programa vantelesne oplodnje, a embrioni nisu zadržavani duže od 14 dana.
YouTube Thumbnail
Glavni nalazi
Kada su ciljali i onemogućili funkciju NANOG, pluripotentne epiblastne ćelije nisu uspele da razviju tipične ćelije embriona. Umesto toga, te ćelije su se preusmerile da grade strukture povezane sa potporom razvoja — tj. ćelije žumančane kese ili one koje doprinose posteljici. Drugim rečima, embrioni su „usmerili“ resurse u sisteme za podršku, a ne u ćelije koje formiraju fetus.
Međutim, za razliku od miševa, podaci sugerišu da je NANOG u čoveka manje kritičan za samu formaciju žumančane kese, što ukazuje na vrste-specifične razlike u ranim razvojnim putevima.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Zašto je metod važan
Bazno uređivanje je omogućilo promenu jedne baze bez izazivanja dvostrukih prekida u DNK, smanjujući rizik od većih genetskih rekombinacija i neželjenih efekata. Time je dobijen jasniji uvid u ulogu jednog gena u normalnom ljudskom embrionu.
Kontekst i ograničenja
„Trenutna vrednost studije je mehanistička, a ne klinička,“ ističe Dusko Ilic (King’s College London), koji nije bio uključen u istraživanje. Dodaje da rad pokazuje potencijal alata, ali ne dokazuje bezbednost uređivanja embriona za medicinsku primenu.
Autori i nezavisni stručnjaci naglašavaju da nalazi unapređuju naše razumevanje ranih ljudskih procesa i mogu pomoći u budućim istraživanjima plodnosti i razvoja, ali da su kliničke implikacije još uvek daleko i spekulativne.
Zaključak
Studija, objavljena u časopisu Nature, pokazuje da je gen NANOG ključan za usmeravanje epiblastnih ćelija prema formiranju embriona u ljudima, ali podvlači i važne razlike između ljudi i modela kao što su miševi. Rezultat je značajan za osnovna naučna pitanja o tome kako se uspostavljaju rani razvojni putevi, ali zasad nema neposredne kliničke primene.
Pomozite nam da budemo bolji.
