Długość telomerów gwarantem żywotności embrionów

Podczas embriogenezy rozmiar strefy końcowej chromosomów, czyli telomery różnicuje się w zadziwiający sposób. To odkrycie powinno pomóc uczynić embriony poczęte na drodze zapłodnienia in vitro bardziej zdolnymi do przetrwania po implantacji w macicy. Końcówki chromosomów, tak zwane telomery, są replikowane podczas każdego podziału komórki przez enzym zwany telomerazą. Ich położenie na samym końcu molekuł DNA czyni ich replikację trudną, która zachodzi ciężko i prowadzi do skrócenia telomeru w każdym cyklu.

Ponieważ telomery składają się z powtarzanej sekwencji DNA, żaden główny gen nie jest stracony. Jednakże, liczne badania wykazują związek między skróceniem długości telomeru a starzeniem czy rakiem. Nadmierne skracanie długości telomeru prowadzi zresztą do śmierci komórki. Nowe badania pokazują, że te telomery być może mogą służyć jako markery selekcji najlepszych embrionów poczętych na drodze in vitro.

Badania opublikowane w dzienniku Molecular Human Reproduction skupiają się na długości telomerów w embrionach pochodzących z zapłodnienia in vitro. Naukowcy użyli metody Q-FISH (quantitative fluorescence in situ hybridization). Technika ta polega na użyciu kawałka DNA sparowanego z molekułą fluoroscencyjną. Tych dwoje partnerów stanowią sondę, którą umieszcza się w komórce będącej przedmiotem zainteresowania.

Dzięki uzupełnianiu się sekwencji, sonda może się przytwierdzić do DNA komórkowego. Przy pomocy lasera można natomiast dokładnie oszacować sygnał fluorescencyjny: im sygnał jest silniejszy, tym większa jest ilość DNA, która się utwierdza, a więc tym dłuższy jest telomer. Jest możliwa też korelacja sygnału z długością, mierzona na podstawie bazowej pary (jednostka DNA).

Badacze z zespołu Warwick Medical School z Uniwersytetu w Warwick oraz  z Uniwerysteckiego Szpitala w Coventry skorzystali z tej techniki, aby zmierzyć telomery w różnych stadiach rozwoju embrionów pochodzących z zapłodnienia in vitro i których do tej pory nie użyto.

Podczas rozwoju embrionu, różne stadia następują po sobie: najpierw jest stadium oocytu, które jest komórką-matką jeszcze nie zapłodnioną, później następuje stadium segmentacji, gdzie zachodzą liczne podziały komórkowe tuż po zapłodnieniu, a w końcu mamy stadium blastocysty, gdzie różnicują się różne listki zarodkowe, z których powstaną później organy.

W sposób zadziwiający naukowcom udało się pokazać, że długość telomerów nie skraca się, ale że regeneruje się ona w przebiegu rozwoju embrionu. W ten sposób, długość telomeru zmniejsza się między stadium oocytu (11,12 kilobaz) i stadium segmentacji (8, 43 kilobaz), ale zwiększa się w stadium blastocysty (12,22 kilobaz). Inne metody liczenia długośći pokazały te same tendencje.

To odkrycie jest zadziwiające i naukowcy mają zresztą wielkie problemy z wyjaśnieniem logiki tego mechanizmu.

Jakby nie było, badacze mają teraz dane liczbowe, które posłużą do określenia długości telomerów, które prowadzą do rozwoju zdolnego do życia embrionu. Być może te dane liczbowe mogą pozwolić przewidzieć żywotność embrionów pochodzących z zapłodnienia in vitro, w celu wybrania tych, które mają największe szanse na przeżycie in utero.