胃前期と神経形成におけるヒト細胞の異なる変異率とメカニズム

科学分野:

• 遺伝学
• 発達生物学
• 神経科学

背景:

• 個人の細胞内の遺伝的変異の存在である体内モザイク主義は,細胞機能に影響を及ぼします.
• 人間の脳のモザイク構造の起源とパターンを理解することは 神経細胞の発達と機能を理解するために不可欠です

研究 の 目的:

• 発達中の人間の脳における体的モザイクの範囲とパターンを調査する.
• 初期のヒトの胚形成と神経形成における 変異率とスペクトルを決定する.

主な方法:

• 胎児のヒト前頭脳の単細胞の全ゲノム配列解析 (受胎後15〜21週間)
• シングル・ヌクレオチド・バリエーション (SNV) の分析と初期の細胞系統の再構築.
• 変異パターンを癌ゲノムと比較し,変異スペクトルシフトの分析.

主要な成果:

• 癌ゲノムに似たパターンで 細胞あたり200〜400個のSNVを検出しました
• 脳と臓の両方に存在するいくつかのSNVの プレガストルレーション起源を特定しました.
• 初期胚形成の細胞毎の ~1. 3の変異率を計算した.
• 変異スペクトルが酸化性損傷に変化し 神経生成の過程で変異率が増加した.

結論:

• 発達中のヒトの脳は,初期の胚形成と神経形成の両方で,かなりの変異を起こし,成人期における割合を上回ります.
• 脳のソマティック・モザイシズムは 発達初期に発生し 癌の変異特性を共有しています
• これらの発見は 初期の人間の発展の ダイナミックな変異性の風景を強調しています