Forscher haben neue Methoden entwickelt, um die Lebensgeschichte einzelner Zellen zurück zu ihren Ursprüngen in der befruchteten Eizelle zu verfolgen. Mit Blick auf die Kopie der in gesunden Zellen vorhanden menschlichen Genoms , sie waren in der Lage, ein Bild von der Entwicklung der einzelnen Zelle aus dem frühen Embryo auf seiner Reise zu bauen, um Teil eines erwachsenen Organ zu werden.
Während der Laufzeit eines einzelnen , alle Zellen im Körper zu entwickeln Mutationen , wie somatische Mutationen , die nicht von den Eltern an die Nachkommen vererbt werden oder weitergegeben bekannt. Diese somatische Mutationen führen einen codierten Aufzeichnung der Lebenserfahrungen der einzelnen Zellen .
Mit Blick auf die Zahlen und Arten von Mutationen in der DNA einer Zelle , konnten die Forscher prüfen, ob die Zelle hatte ein paar Mal oder mehrfach geteilt und erkennt die Abdrücke , wie Signaturen bekannt , der Prozesse der DNA-Schäden und reparieren , dass die Zellen hatte während der Lebensdauer des Individuums, ausgesetzt worden ist. Ferner vergleicht Mutationen jeder Zelle mit anderen Zellen im Körper aktiviert Wissenschaftler aus der befruchteten Eizelle kartieren eine detaillierte Struktur der Entwicklung.
"Mit diesem neuartigen Ansatz , können wir wieder in der Entwicklung eines Organismus Peer ", sagt Dr. Sam Behjati , Erstautor des Wellcome Trust Sanger Institute . "Wenn wir besser verstehen, wie normale, gesunde Zellen zu mutieren , als sie über Lebenszeit eines Menschen zu teilen , werden wir einen grundlegenden Einblick in das, was kann als normal betrachtet werden gewinnen und wie diese unterscheidet sich von dem, was wir in Krebszellen zu sehen."
Das Team untersuchte Mauszellen aus dem Magen , Dünndarm , Dickdarm und Prostata. Die einzelnen Zellen wurden gezüchtet , um genügend DNA zu produzieren , genau sequenziert werden. Schließlich werden Einzelzellen- Sequenzierungstechnik so weiterzubilden, dass diese Art von Experiment kann mit nur einer Zelle durchgeführt werden. Die winzigen Mengen an DNA in Einzelzellen bedeuten jedoch, dass Mutation Daten sind derzeit nicht präzise genug, um genaue Abstammungslinien zu rekonstruieren.
Die Forscher aufgezeichnet Unterschiede in der Anzahl von Mutationen in Zellen aus den verschiedenen Geweben untersucht , wahrscheinlich auf die Unterschiede in Raten der Zellteilung. Darüber hinaus wurden verschiedene Mutationsmuster in Zellen von verschiedenen Geweben gefunden , was darauf hindeutet , dass sie zu verschiedenen Prozesse der DNA-Schädigung und Reparatur, was auf die unterschiedlichen Lebenserfahrungen ausgesetzt.
Dieses Experiment verwendet gesunden Mäusen . Wenn Mutationsraten sind ähnlich wie in menschlichen Zellen , könnten diese Techniken verwendet werden, um einen Einblick in die Lebensgeschichten von normalen menschlichen Zellen liefern .
" Der erwachsene menschliche Körper besteht aus 100 Millionen Millionen Zellen , die alle aus einer einzigen befruchteten Eizelle entstanden zusammengesetzt ", sagt Professor Mike Stratton, Senior-Autor und Leiter des Sanger Institute . " Viel mehr umfangreiche Anwendung dieses Ansatzes wird es uns ermöglichen , ein klares Bild davon, wie adulte Zellen wurden aus der befruchteten Eizelle entwickelt werden. Darüber hinaus , indem man die Zahl und Art der Mutation in jeder Zelle werden wir in der Lage, ein Tagebuch zu erhalten, writ in DNA , was jeder gesunden Zelle hat im Laufe seines Lebens erlebt , und dann untersuchen, wie diese Änderungen im Bereich von Erkrankungen des Menschen . "