Учёные обнаружили главный ген, отвечающий за развитие человека

Почему ген NANOG считается ключом к пониманию жизни?

Группа исследователей идентифицировала ген, который управляет началом формирования человеческого тела на стадии эмбриона. Этот генетический элемент получил название NANOG в честь кельтской мифической страны вечной молодости Тир на Ног, поскольку его активность делает стволовые клетки фактически бессмертными. Хотя учёные уже знали о роли этого гена из экспериментов на животных, новые данные свидетельствуют о том, что у людей он выполняет принципиально иную и гораздо более важную функцию, пишет издание New Scientist.

Смотрите также Ученые рассчитали дату конца человечества и уверены в ней на 95 процентов

Лучшее понимание поможет исследованиям стволовых клеток и регенеративной медицине, и это может оказать трансформационное влияние, способное изменить всю нашу жизнь, 
– прокомментировала Кэти Ниакан из Кембриджского университета.

Команда учёных под руководством Ниакан использовала технологию точного редактирования нуклеотидов CRISPR, чтобы исследовать работу NANOG в оплодотворённых человеческих яйцеклетках. Когда яйцеклетка начинает делиться, её клетки обычно выбирают один из трёх путей: формирование плаценты, желточного мешка или непосредственно самого эмбриона.

Эксперименты, приведенные в исследовании в журнале bioRxiv, показали поразительную разницу между видами: когда исследователи отключили NANOG у мышей, это привело лишь к проблемам с формированием желточного мешка. Однако когда аналогичную манипуляцию провели с человеческими клетками, ни одна из них не смогла начать развитие по сценарию формирования тела человека.

Что это нам дает

Это открытие имеет колоссальное значение для репродуктивной медицины, в частности для процедур экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Сегодня специалисты выбирают эмбрионы для имплантации преимущественно по их внешнему виду под микроскопом. Однако Кэти Ниакан отмечает, что даже если эмбрион выглядит здоровым, в 50 процентах случаев он не обладает потенциалом для успешной приживления. Понимание роли генетических маркеров, таких как NANOG, позволит врачам значительно точнее определять жизнеспособность зародыша и повысить шансы на успешную беременность.

Ученые подчеркивают важность метода, который они применили. В отличие от классического CRISPR, который разрезает цепочки ДНК и может вызвать непредсказуемые мутации, редактирование оснований позволяет изменять только одну "букву" генетического кода за раз. Это существенно снижает риск возникновения хромосомных аномалий.

Несмотря на это, технология по-прежнему сталкивается с проблемой мозаицизма, когда редактирование происходит лишь в части клеток эмбриона. В исследованиях группы Дитера Эгли из Колумбийского университета этот показатель достигал 80 процентов, а команде Ниакана удалось снизить его лишь до 50 процентов, что все еще слишком много для клинического применения.

Технология к этому ещё не готова, 
– заявила Мэри Герберт из Университета Монаша в Мельбурне.

Эксперты, в числе которых и Робин Ловелл-Бэдж из Института Фрэнсиса Крика, поддерживают мнение, что в настоящее время редактирование генов у детей является неэтичным. Они призывают к расширению фундаментальных исследований, результаты которых должны быть открыты для публичного обсуждения. Только после решения технических проблем с мозаицизмом и детального изучения функций каждого гена можно будет говорить о безопасном исправлении наследственных заболеваний на стадии эмбриона.

Исследование NANOG стало первым случаем успешного применения высокоточного редактирования для изучения функций генов в здоровых человеческих зародышах, что закладывает фундамент для будущих прорывов в медицине.