Предшественники половых клеток очищаются от эпигенетического наследства в два приёма

От бесплодия страдают около 10% пар, и хотя причины этого могут быть разные, одна из самых распространённых — неспособность организма производить жизнеспособные половые клетки. Известно, что стволовые клетки, которые служат предшественниками половых, закладываются ещё в раннем эмбриогенезе, и только потом, уже у взрослого человека, они производят зрелые сперматозоиды или ооциты. Возможные способы лечения бесплодия часто связывают именно с использованием стволовых предшественников половых клеток.

Однако об их развитии известно довольно мало. Разумеется, они берут начало из эмбриональных стволовых клеток, которые могут превратиться в любую ткань. Но что происходит по мере того, как изначально всемогущие эмбриональные клетки становятся более специализированными предшественниками половых? Этот вопрос интересовал учёных давно, но особых результатов пока что достичь не удалось. Бóльшая часть опытов ставилась на клетках животных, так как человеческие оказались слишком капризными и хрупкими. Тем не менее общую картину развития клеток-предшественников человеческих гамет учёным, кажется, удалось представить.

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) эту картину сильно подкорректировали. Известно, что ДНК развивающихся половых клеток очищается от эпигенетических маркеров. Эти маркеры (такие как метилирование самой ДНК, модификации гистонов) накапливаются в течение жизни человека, в том числе в предшественниках половых клеток, но в ходе эмбриогенеза эпигенетические метки перегруппировываются и большей частью исчезают. До сих пор считалось, что клетки, которые будут направлены на производство сперматозоидов и ооцитов, претерпевают эпигенетическую чистку в течение первых шести недель созревания эмбриона. Однако на этот раз исследователи обнаружили второй этап эпигенетических перестроек, которые случаются после шестой недели.

Следует подчеркнуть, что учёные работали с клетками человека, взятыми из абортированных зародышей. Они заметили, что стволовые предшественники половых клеток, полученные в лаборатории, отличаются от их природных аналогов. Это и привело к обнаружению второго раунда эпигенетических перестроек. Хотя звучит это не слишком интригующе, полученные данные заставляют иначе взглянуть на методы выращивания и «воспитания» предшественников половых клеток, с помощью которых можно было бы лечить бесплодие у мужчин и у женщин. Не говоря уже о том, что этот этап означает появление целого направления в молекулярной и клеточной биологии.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Cell Biology.

Подготовлено по материалам Nature News.