Полученная карта показала, как родство клеток связано с их будущими функциями и когда разные типы клеток определяются в своём развитии Учёные восстановили родословную более 1,28 млн клеток мышиного эмбриона — от первых двух клеток, образовавшихся после деления оплодотворённой яйцеклетки, до этапа формирования большинства органов. Для этого они использовали технологию DNA Typewriter («ДНК-печатная машинка»), которая оставляет последовательные метки в генетическом материале клеток. Работа опубликована в журнале Science. Принцип технологии дейтсвительно напоминает печатную машинку, которая вместо бумаги использует специально подготовленный участок ДНК. По мере деления клетки система добавляет новые «символы» в определённом порядке, не стирая предыдущие. Когда клетки размножаются, они наследуют эти метки. Сравнивая их, учёные могут определить, какие клетки произошли от общего предка, и восстановить последовательность их появления. В отличие от ряда прежних методов, новая система не требует постоянно разрезать ДНК, а порядок записей помогает восстановить хронологию делений. Источник изображения: сгенерировано Muse Для эксперимента систему ввели в оплодотворённые яйцеклетки мышей. Из 100 яйцеклеток удалось получить 10 эмбрионов с пригодными для анализа записями. Самую подробную историю сохранил эмбрион № 3: его клетки изучили с помощью методов анализа активности генов и сопоставили результаты с молекулярными метками. В итоге учёные построили датированное генеалогическое дерево, охватывающее 13,5 дней развития — от первой стадии деления до позднего этапа формирования органов. Записи позволили проследить происхождение почти каждой изученной клетки до одной из двух первых клеток эмбриона. Одна из них дала больше потомков, чем другая, однако обе внесли сопоставимый вклад в формирование разных типов клеток. Кроме того, родственные клетки чаще, чем можно было бы ожидать, имели одинаковую специализацию. При этом разные типы клеток определялись в своём развитии в разное время: клетки крови и сетчатки глаза выбирали свой путь сравнительно рано, а клетки наружного слоя кожи — позднее. Авторы считают, что подобные карты помогут точнее изучать формирование органов и выяснять, на каких этапах развитие может отклоняться от нормы. В перспективе метод может быть полезен для исследований врождённых пороков, нарушений развития нервной системы, генетических заболеваний и рака, а также для разработки клеточных методов лечения. Пока что, однако, подробная родословная восстановлена для мышиного эмбриона: применение технологии для объяснения болезней человека ещё предстоит проверить.