Przebudzenie genomu poczętego dziecka

Ludzkie życie zaczyna się w momencie poczęcia. Wystarczy zacytować jeden z najlepszych podręczników embriologii człowieka: „Ludzki rozwój zaczyna się w momencie zapłodnienia, kiedy plemnik łączy się z oocytem (komórka jajowa) w celu uformowania pojedynczej komórki zwanej zygotą. Ta wysoce wyspecjalizowana totipotencjalna komórka wyznacza początek każdego z nas jako wyjątkowej jednostki” [(K.L.Moore, T.V.N. Persaud i M.G. Torchia „The developing human : clinically oriented embryology” /Rozwijający się człowiek: embriologia kliniczna/ (2015, wyd. 10)].

Ten fakt nie budzi kontrowersji z naukowego punktu widzenia, bez względu na to, jak bardzo będą tej prawdzie zaprzeczać zwolennicy aborcji. Jednak dokładny mechanizm, dzięki któremu rozpoczyna się rozwój embrionalny nie jest poznany i od dawna fascynuje specjalistów w dziedzinie biologii rozwoju.

Jak zaczyna się rozwój człowieka? Co uruchamia ten rozwój?

W wyniku zapłodnienia, z chromosomów dostarczanych przez komórkę jajową matki i plemnik ojca, powstaje unikalny genom nowego człowieka. Początkowo ten nowy genom jest nieaktywny i musi zostać niejako „przebudzony”, aby rozpocząć transkrypcję DNA i wzbudzić rozwój embrionalny poczętego dziecka.

Zespół pracujący pod kierunkiem dr. Antonio J. Giraldeza z Wydziału Genetyki na Uniwersytecie Yale, realizuje projekt badawczy, którego celem jest odkrycie, w jaki sposób dochodzi do „pierwszego wydarzenia” w życiu człowieka.

„Dotychczas nie jest rozpoznane, jak i co uruchamia aktywność transkrypcyjną genomu tak, aby embrion zaczął przejmować kontrolę nad własnym rozwojem za pomocą własnego planu genetycznego” – powiedział dr Giraldez. „Odnalezienie czynników zaangażowanych w aktywację genomu jest bardzo ważnym krokiem w kierunku naszego zrozumienia jak zaczyna się ludzkie życie”.

Dr Giraldez i jego zespół ustalili, że do aktywacji DNA w genomie potrzebne są dwa czynniki. Artykuł omawiający odkrycie opublikowano w czerwcowym numerze czasopisma „Developmental Cell”.

Badania koncentrowały się na schemacie transkrypcji w jądrze zygoty danio pręgowanego, niedużej słodkowodnej ryby z rodziny karpiowatych, popularnej w hodowlach akwariowych. Następnie zespół stworzył narzędzia do wizualizacji pierwszego aktywowanego genu w genomie zarodka ryby. „Iskry lecą w momencie poczęcia. Tak to wygląda”.

Naukowcy odkryli, że do aktywacji genomu potrzebne są dwa białka: P300 i Brd4. Oba wytwarza organizm matki. Jeśli choćby jedno z tych białek zostaje zablokowane lub jego aktywność zostaje przerwana, natychmiast ustaje rozwój zarodka.

Dr Giraldez przyrównał oba białka do zegara molekularnego, który wyznacza czas przebudzenia genomu.

[Na podstawie serwisu informacyjnego SPUC – 18.06.2019 r.]

Zdjęcie: Wikipedia (Nina Sesina – praca własna), CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=47163204

Artykuł źródłowy:
Shun Hang Chan,(…) Miguel A. Moreno-Mateos, Antonio J. Giraldez, „Brd4 and P300 Confer Transcriptional Competency during Zygotic Genome Activation”, in: „Developmental Cell”, Volume 49, Issue 6, pp. P867-881.e8, June 17, 2019.