Учёные восстановили подробное родословное клеток развивающегося мышиного эмбриона, проследив их происхождение от первого деления оплодотворённой яйцеклетки. Для этого исследователи применили технологию DNA Typewriter (ДНК-печатная машинка), которая сохраняет историю клеточных делений непосредственно в генетическом материале. Работа охватила первые 13,5 дня развития эмбриона при общей продолжительности беременности мыши 19–21 день.
Результаты исследования опубликованы 8 октября 2026 года в журнале Science. Руководителями проекта стали Джей Шендур, профессор геномных наук Медицинской школы Вашингтонского университета в Сиэтле и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза, а также Чэнсян Цю, молекулярный и системный биолог из Дартмутского колледжа. По словам Шендура, изучение клеточных линий помогает понять нормальное развитие и в перспективе может расширить знания о врождённых пороках, нарушениях развития нервной системы, генетических заболеваниях и раке.
Учёные встроили в геном оплодотворённой яйцеклетки мыши специальную записывающую последовательность, которую назвали лентой. При каждом делении клетки система добавляла новый символ в следующую свободную позицию, не стирая предыдущие записи. Как объяснил соавтор работы Хэдонг Ким, это похоже на печатную машинку, которая записывает сведения не на бумаге, а в собственной ДНК клетки.
Полученная последовательность передавалась дочерним клеткам, поэтому совпадающие фрагменты записи позволяли определить их общего предка и восстановить ветви клеточного «родословного дерева». В исследовании использовали 100 оплодотворённых яйцеклеток, однако для анализа удалось получить 10 эмбрионов. Наиболее полную историю сохранил эмбрион № 3, поэтому именно его изучили особенно подробно.
Запись зафиксировала различие между двумя клетками, возникшими после первого деления яйцеклетки. Благодаря этому почти каждую исследованную клетку удалось связать с одной из двух исходных клеток. Одна из них дала больше потомков, но обе сформировали почти одинаковое соотношение разнообразных типов клеток. Метод также показал, что клетки выбирают будущую специализацию не одновременно: клетки крови и сетчатки определялись раньше, тогда как наружный слой кожи сохранял гибкость заметно дольше.
По данным ScienceDaily, разработка может помочь изучать нарушения формирования органов, врождённые дефекты и механизмы аномального роста клеток при раке. Исследователи считают, что такие записи пригодятся и в работах со стволовыми клетками, когда требуется направить их развитие к определённому типу для регенеративной медицины. Проект поддержали Seattle Hub for Synthetic Biology, Allen Institute, BioHub, Медицинская школа Вашингтонского университета, Национальные институты здравоохранения США, а также ряд других научных фондов и организаций.