Ученые: клетки кожи – генетический калейдоскоп

Американские генетики проанализировали структуру ДНК клеток кожи и выяснили, что практически все из них содержат свои собственные, уникальные геномы, что превращает человека в «мозаику» из клеток с разным генетическим материалом.

«Мы выяснили, что человек представляет собой «мозаику» из клеток с различными геномами. В ходе экспериментов мы поняли, что примерно 30% клеток кожи отличаются друг от друга по числу копий различных фрагментов ДНК. Раньше мы считали, что подобные вариации возникают только в случае таких болезней, как рак. Генетический калейдоскоп, который мы нашли в коже, можно также увидеть и в крови, и в мозге и в других частях тела человека», — заявила руководитель группы биологов Флора Ваккарино из Центра изучения детей при Йельском университете (США).

Ваккарино и ее коллеги пришли к этому выводу, изучая культуры перепрограммированных(iPSC) стволовых клеток, полученных из клеток кожи человека.

В ходе двух лет непрерывных экспериментов авторы статьи пытались понять, почему некоторые iPSC-клетки приобретают вредные мутации и превращаются в раковые клетки. Для этого ученые получили образцы кожи от семи добровольцев и использовали каждый из них для выращивания 20 линий перепрограммированных стволовых клеток.

Получив необходимое количество iPSC-клеток, биологи извлекли из них ДНК и секвенировали их геномы. Получив виртуальные «копии» генетического материала, Ваккарино и ее коллеги сравнили их между собой, пытаясь найти следы мутаций. К удивлению биологов, геномы даже здоровых стволовых клеток заметно отличались друг от друга.

По подсчетам исследователей, геномы примерно 30% iPSC-клеток содержали в себе небольшие мутации — в них присутствовали дополнительные копии отдельных участков ДНК или же один из существующих участков был удален. Ученые проверили, не возникли ли они в процессе «перепрограммирования», сравнив геномы стволовых клеток с ДНК их прародителей.

Оказалось, что исходные клетки кожи содержали в себе примерно половину мутаций, обнаруженных в линиях стволовых клеток. Подобный результат противоречит современным представлениям об устройстве генома всех многоклеточных организмов. Считается, что все клетки тела, в том числе и кожа, содержат в себе одну и ту же копию генома. Как правило, изменения в его структуре приводят к появлению раковой опухоли или включению системы защиты генома, которая заставляет клетку с ошибочной ДНК совершить «самоубийство».

Авторы статьи полагают, что аналогичные вариации существуют и в других типах клеток в теле человека. В частности, геномы клеток крови и мозга, изученные биологами, заметно отличались друг от друга.

Как отмечают Ваккарино и ее коллеги, результаты их работы указывают на необходимость пересмотра современных методик анализа генома. Как правило, биологи используют только лишь клетки крови для секвенирования генома, чего может быть недостаточно для изучения наследуемых болезней и поиска генов, связанных со склонностью к ожирению и диабету.

«Обнаружение генетической «мозаики» в неполовых клетках тела несет за собой серьезные последствия для генетического анализа. К примеру, генетический материал, извлеченный из клеток крови, не является полноценной копией генома в других тканях тела, в том числе и мозга. Их ДНК может содержать мутации, о существовании которых мы не знаем», — заключает Ваккарино.

По материалам: РИА Новости