新研究表明，早期小鼠胚胎中的DNA复制并不遵循老年细胞中预期的模式。
日本理化学研究所生物系统动力学中心 (BDR) 的研究人员的一项新发现颠覆了数十年来关于 DNA 复制的假设。由 Ichiro Hiratani 及其同事领导的实验于 8 月 28 日发表在《自然》杂志上，表明早期胚胎中的 DNA 复制与过去的研究不同，并且包括一段容易发生染色体复制错误的不稳定时期。由于失败的怀孕和发育障碍通常与染色体异常有关，因此这一发现可能会影响生殖医学领域，或许可以改进体外受精 (IVF) 方法。
早期胚胎发生和 DNA 复制
在胚胎形成过程中，最初受精的卵子会分裂，每组新的子细胞也会分裂。到受精后第三天，胚胎已经历三次分裂，包含 16 个细胞。每次细胞分裂都伴随着 DNA 复制，确保每个子细胞都包含整个基因组的副本。
在这项新研究中，RIKEN BDR 研究团队着手描述早期胚胎中 DNA 复制过程的性质。他们使用了自制的单细胞基因组学技术 scRepli-seq，并将其应用于正在发育的小鼠胚胎。利用这项技术，该团队能够在 DNA 复制期间的不同时间拍摄单个胚胎细胞 DNA 的快照。他们的发现与科学家们对胚胎中 DNA 复制的假设相矛盾。
Hiratani 表示：“我们在小鼠胚胎发育早期发现了多种特殊类型的 DNA 复制，这是以前从未见过的。此外，我们还发现，在某些时候，基因组 DNA 会暂时不稳定，染色体畸变率会升高。”
发现早期胚胎中独特的复制模式
教科书告诉我们，DNA 不会一次性全部复制。相反，染色体的不同区域会按照特定顺序进行复制。该团队的第一个发现是，在成熟细胞中观察到的复制时间域直到胚胎有 4 个细胞时才存在。这意味着与最终身体中的任何其他细胞不同，DNA 在 1 细胞和 2 细胞胚胎中是均匀复制的，而不是连续复制。