Китайские учёные впервые построили 3D-модель эмбриона с точностью до клетки

Китайские учёные впервые в мире создали трёхмерную модель эмбрионов мышей на ранней стадии развития, получив представление о формировании жизни с точностью до отдельных клеток. Это достижение, как считают исследователи, может стать ключом к более глубокому пониманию врождённых пороков сердца, а также даст новое направление в регенеративной медицине и лечении рака.

Команда специалистов из ряда университетов и исследовательских центров, включая Юго-Восточный университет в Нанкине, BGI-Research, медицинские университеты Фуцзяни и Сычуани, а также Университет науки и технологий Китая, проанализировала шесть эмбрионов мышей на седьмой день беременности. Именно в этот момент начинают формироваться такие важные структуры, как сердечная трубка, зачатки кишечника и головной складки. Учитывая, что весь период беременности у мышей длится около трёх недель, это действительно ранний этап.

В рамках работы учёные изучили более ста тысяч клеток, относящихся к 34 различным типам, и по результатам построили цифровой 3D-эмбрион. Каждая клетка получила координаты в пространстве, что позволило воссоздать точную анатомическую карту. Эта модель помогает отслеживать, как меняется форма органов и какие клеточные процессы за это отвечают.

Один из авторов исследования, Фан Сяодун, вице-президент BGI-Research, пояснил, что из одной оплодотворённой яйцеклетки возникает сотни типов клеток, каждая из которых формирует определённые ткани и органы. Этот процесс строго регулируется молекулярными сигналами. Если происходит сбой, это может привести к серьёзным патологиям. Новый 3D-макет позволяет учёным сравнивать свои образцы с цифровой моделью и точно выявлять отклонения в развитии на уровне клеток и генов. Это даёт возможность не только понять причины заболеваний, но и разработать методы лечения или раннего вмешательства.

Фан подчеркнул, что аналогичные методы могут применяться для изучения опухолей. Сейчас команда работает над созданием трёхмерных моделей злокачественных новообразований, чтобы лучше понимать их внутреннюю структуру, распределение клеток, мутации и реакцию на терапию. Такой подход, по мнению учёных, может улучшить прогнозы лечения и повысить его эффективность.

Работа также открывает путь к междисциплинарным исследованиям, превращая сложные биологические вопросы в задачи анализа больших данных . Это позволяет подключать специалистов из других областей, включая разработчиков искусственного интеллекта , который может обучаться на подобных моделях. Как считает Фан, только открытость к другим научным подходам позволит биомедицине развиваться быстрее и эффективнее.