조기 배아 발달 연구를위한 새로운 모델 시스템
인간 체세포는 일반적으로 유전 정보를 전달하는 46 개의 염색체를 포함합니다. 이 염색체는 수정시 처음으로 융합되며, 23 개는 아버지의 정자에서, 23 개는 어머니의 난자에서 나옵니다.
수정 후 부모의 염색체는 처음에 핵으로 알려진 두 개의 분리 된 부분에 위치합니다. 이 핵은 접촉 할 때까지 점차 서로를 향해 이동합니다. 그런 다음 핵 외피가 용해되고 부모 염색체가 결합됩니다.
그러나 대부분의 인간 태아는 잘못된 수의 염색체로 끝납니다. 시비 3 분의 1만이 성공합니다 임신. 많은 배아가 초기 발달 이상으로 발전하지 못합니다.
그러나이 문제는 더 많은 배아에서 어떻게 발생합니까?
통합 후 (정액 그리고 난자), 접합체는 배아 발달의 매우 중요한 단계를 거칩니다. 왜 이런 일이 발생하는지 알아보기 위해 세포 생물 학자들은 막스 플랑크 연구소 독일 괴팅겐 (Göttingen)의 생물 물리 화학 (MPI)은 Mariensee 및 기타 국제 동료와 협력하여 초기 배아 발달을 연구하기위한 새로운 모델 시스템을 개발했습니다.
이 새로운 시스템을 사용하여 과학자들은 수정 후 즉시 각 부모의 유전 물질이 재결합 할 때 오류가 자주 발생한다고 결정했습니다. 이는 매우 비효율적 인 프로세스로 인해 발생합니다.
연구를 위해 인간 접종 동물의 현미경 비디오 클립을 분석했습니다. 이 비디오는 영국의 한 실험실에서 녹화되었습니다. 또한 초기 배아 발달을 자세히 연구하기에 적합한 새로운 모델 유기체를 찾기 시작했습니다.
Shaw 부서의 학자 인 Tommaso Kavazza는 다음과 같이 말했습니다. “우리는 농장 동물 유전학 연구소의 협력 파트너와 함께 인간 배아와 매우 유사한 살아있는 소 배아를 연구하는 방법을 개발했습니다. 인간 배아와 소 배아에서 최초의 세포 분열시기를 비교할 수 있습니다. 또한, 염색체 분포의 빈도는 비슷합니다. 잘못된 것은 두 시스템에서 거의 동일합니다. “
이 모델에는 또 다른 이점이 있습니다. 과학자들은 도축장 폐기물에서 소 배아가 발달 한 알을 얻었으므로 추가로 희생 할 동물이 없었습니다.
과학자들은 실험실에서 소 알을 수정했습니다. 그런 다음 그들은 생세포 현미경을 사용하여 부모 유전 물질이 어떻게 재조합되는지 추적했습니다. 그들은 부모 염색체가 핵 사이의 경계면에 모여 있음을 발견했습니다.
일부 수분 매개자에서 개별 염색체가 그렇게하지 않아 부모 게놈 통합 중에 염색체 손실이 발생하는 것으로 관찰되었습니다. 이것은 염색체가 거의없는 핵을 남겼습니다. 곧이 접합체는 발달 결함을 보였다.
Kavaza가 말했습니다, 뉴 클레오 이드 인터페이스에서 염색체의 조립은 중요한 단계 인 것으로 보입니다. 조립이 실패하면 수정란은 종종 태아의 건강한 발달과 일치하지 않는 실수를합니다. “
부모의 염색체가 왜 그렇게 자주 제대로 조립되지 않습니까?
과학자들은 그 이유를 밝혀 냈습니다.
Kavazza 보고서: 세포 골격의 구성 요소와 핵 외피는 핵 내에서 염색체의 움직임을 제어합니다. 흥미롭게도 이러한 요소는 핵이 서로를 향하도록하는 역할도합니다. 그래서 우리는 기본적이지만 종종 잘못되는 두 개의 밀접하게 관련된 프로세스를 다루고 있습니다. 따라서 태아가 건강한 방식으로 발달할지 여부는 상당히 비효율적 인 과정에 달려 있습니다. “
과학자들에 따르면 그 결과는 수정의 성공 가능성을 나타내는 지표로 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
저널 참조 :
- Tommaso Kavaza et al. 부모 게놈 표준화는 포유류 배아에서 오류가 발생하기 쉽습니다. DOI : 10.1016 / j.cell.2021.04.013