Обнаружены различия в клетках двухдневного эмбриона

Британские и бельгийские ученые обнаружили, что различия в эмбриональных клетках, обусловливающие их дальнейшую судьбу, наблюдаются уже на второй день после оплодотворения, когда эмбрион состоит всего их четырех клеток. Их выводы опубликованы в журнале Cell.

Сотрудники Кембриджского университета, Европейского института биоинформатики и Лёвенского католического университета провели секвенирование транскриптома всех клеток (бластомеров) 28 мышиных эмбрионов до их имплантации в стенку матки. В этот период эмбрион, состоящий из делящихся, одинаковых по строению стволовых клеток, должен «определить», какие клетки станут плюрипотентными предшественниками всех тканей будущего организма, а какие будут экстраэмбриональными, служащими материалом для плаценты.

Анализ транскриптома отдельных клеток проводили у эмбрионов, состоящих из двух, четырех, восьми, 16 и 32 бластомеров. Выяснилось, что уже у двухдневного четырехклеточного эмбриона в клетках значительно различается экспрессия факторов регуляции транскрипции. Наибольшая гетерогенность наблюдалась в экспрессии фактора транскрипции Sox21, который, в свою очередь, взаимодействует с регуляторами Oct4, Sox2 и Cdx2.

В клетках с более низким уровнем Sox21 происходит преждевременная и повышенная экспрессия Cdx2, который направляет развитие клетки по экстраэмбриональному пути. Соответственно, клетки с высоким уровнем Sox21 с большей вероятностью станут плюрипотентными и сформируют организм плода.

Ученые также обнаружили, что экспрессию Sox21 повышает фермент CARM1, метилирующий гистон H3. Таким образом, регуляция ранней гетерогенности эмбриональных клеток происходит, в том числе, эпигенетически.