Naključne razlike med celicami v zgodnji fazi razvoja bi lahko bile ključnega pomena za ustvarjanje različnih celic v telesu, je pokazala nova raziskava skupine, ki jo skupaj vodi profesor Wolf Reik. Različne vrste celic – možgani, kri, koža, črevesje itd. – imajo edinstvene in vitalne vloge, vendar se vse začnejo enako. Celice postanejo drugačne zaradi dolgega zaporedja biokemičnih izbir, ki smo jih naredili pred našim rojstvom. Da bi bili zdravi, morajo te odločitve zagotoviti, da dobimo pravo število vsake vrste celic.
Znanstveniki na inštitutu Babraham, EMBL-EBI in inštitutu za matične celice Wellcome Trust-Medical Research Council so preučili genetiko matičnih celic iz zarodkov v najzgodnejših fazah razvoja. Običajno imajo celice iste vrste ujemajoče se vzorce genske aktivnosti – veliko istih genov je izklopljenih ali vklopljenih v vseh celicah. Ta najnovejša raziskava, objavljena v reviji Cell Reports, razkriva, da ko se celice začnejo specializirati za različne vrste celic, njihova genska aktivnost postane bolj "hrupna" - vsaka celica začne vklopiti ali izklopiti različne skupine genov.
Rezultati, ki se osredotočajo na dve izbiri blizu začetka tvorbe zarodka, kažejo, da ko se celice odločajo o tem, kaj bodo postale, obstaja večja variacija v aktivnosti genov v različnih celicah – enakih genih. se lahko v nekaterih celicah vklopi in v drugih izklopi. Po naključju bo zaradi tega hrupa večja verjetnost, da bodo nekatere celice postale ena vrsta celic, medtem ko bodo druge začele podpirati alternativo.
Prvi soavtorji časopisa so bili Hisham Mohammed, Irene Hernando-Herraez in Aurora Savino. Dr Mohammed z inštituta Babraham je dejal: "Naše analize kažejo, da povišan transkripcijski hrup na dveh ključnih točkah v zgodnjem razvoju sovpada z odločitvami o usodi celic. Nasprotno pa po teh odločitvah celice postanejo zelo sinhronizirane in hitro rastejo. Naša študija sistematično prikazuje transkripcijski hrup in odkriva nove procese, povezane z zgodnjimi odločitvami o rodu."
Ta proces, da podobne celice postanejo drugačne, se imenuje kršitev simetrije. Ta študija je prvič, da je bila uporabljena tehnika, imenovana enocelično sekvenciranje, za pregled posameznih celic mišjih zarodkov v zgodnjih fazah razvoja. Prejšnje raziskave so preučevale samo skupine celic, zato je bilo nemogoče raziskati razlike med celicami med lomljenjem simetrije.
So-višja avtorica, profesorica Jennifer Nichols na inštitutu za matične celice Wellcome Trust-Medical Research Council, je dejala: "Naši podatki nam omogočajo, da preučujemo gensko aktivnost v posameznih celicah do stopnje natančnosti brez primere. Ta podrobnost nam je omogočila opazovati bistvene razlike med celicami. Uravnavanje hrupne genske aktivnosti med razvojem je lahko ključni del tega, kako celice sprejemajo odločitve o svoji prihodnosti. V prihodnosti upamo, da bomo odkrili, kako je ta proces nadzorovan, da bi bolje razumeli, kako hrup oblikuje zgodnji razvoj."
Kot je dejal vodilni znanstvenik za računalništvo v prispevku, dr. John Marioni iz EMBL-EBI: "Razmišljanje podatkov, ustvarjenih v tovrstnih študijah, je mogoče le zahvaljujoč nenehnemu napredku v računalniški biologiji. Z več kot 10 000 podatkov, ki se zbirajo o vsaki posamezni celici, so sodobni računalniki bistvenega pomena za doseganje ravni občutljivosti, potrebne za to vrsto raziskav."
