Ученые представили новые данные, которые бросают вызов устоявшимся представлениям о генетической наследственности. Они доказали, что соматические клетки аскарид C. elegans влияют на наследственность.
Ученые из Кластера передового опыта CECAD в области исследований старения Кельнского университета обнаружили, что клетки организма, которые находятся в непосредственном контакте с зародышевыми клетками нематоды Caenorhabditis elegans, ответственны за контроль стабильности генома в первичном половые клетки (ПЗК). Все зародышевые клетки, в том числе сперматозоиды и яйцеклетки, происходят из первичных зародышевых клеток, которые образуются во время раннего развития эмбриона. Профессор доктор Бьорн Шумахер и его команда из Института стабильности генома при старении UoC и CECAD обнаружили, что соматические нишевые клетки, окружающие PGC, контролируют их реакцию на повреждение ДНК. Исследование «Соматические нишевые клетки регулируют CEP-1/p53-опосредованную реакцию на повреждение ДНК в первичных зародышевых клетках» опубликовано в журнале Developmental Cell.
Более ста лет считалось, что наследование генетической информации автономно контролируется зародышевыми клетками, что объясняет, почему приобретенные черты не могут быть унаследованы генетически. Ученые считали, что мутации, возникающие только в зародышевых клетках, ответственны за любые наследуемые генетические изменения - будь то в процессе эволюции или как причина генетических нарушений. Шумахер и его команда теперь оспаривают это утверждение.
ДНК организма постоянно повреждается. Не только воздействие окружающей среды, но и побочные продукты энергетического метаболизма организма повреждают молекулярную структуру генома каждой клетки. Ученые исследовали, как контролируется целостность генома PGCs. PGC необходимо особенно тщательно исследовать свои геномы, потому что они дают начало всем сперматозоидам или яйцеклеткам организма. Поврежденные ПЗК особенно опасны, поскольку они являются наследственными и могут привести к серьезным генетическим нарушениям. Таким образом, PGC должны прекратить делиться, когда их геномы повреждены, до тех пор, пока ДНК не будет восстановлена. Специальные нишевые клетки отвечают за передачу сигналов PGCs о том, что им необходимо прекратить деление и восстановиться, прежде чем генерировать новые зародышевые клетки. Если они этого не сделают, PGC могут передать опасные мутации следующему поколению.
Для выполнения этой важной функции нишевые клетки находятся в тесном контакте с PGCs и инструктируют их, следует ли им делиться и генерировать зародышевые клетки или оставаться в неактивном состоянии. «Это означает, что тело отвечает за контроль целостности наследуемых геномов», - заметил Шумахер. «Таким образом, родительское тело имеет соматический контроль над целостностью геномов PGC, контролируя качество наследуемой генетической информации. Поскольку изучение ПГК у млекопитающих является сложной задачей, команда Шумахера использовала C. elegans в качестве простой животной модели, чтобы пролить свет на то, как ПГК контролируют целостность геномов, которые они передадут своим потомкам.
Эти новые идеи открывают новые перспективы для понимания наследственности и причин бесплодия.