На найперших етапах спеціалізації клітини зародка вибирають свою долю, включаючи і вимикаючи у себе різні гени.
Хоча ми говоримо, що у ембріональних клітин немає ніякої турботи, крім як постійно ділитися, і ніякої спеціалізації у них теж немає, все ж вони відрізняються один від одного. І відмінності між ними з'являються вже на найбільш ранніх етапах ембріонального розвитку.
У перспективі різні типи стовбурових клітин зародка дадуть початок тканинам і органам: епітелію, крові, мозку з його незліченними нейронами і т. д. - все це відбудеться за клітинними мірками ще нескоро, і шлях спеціалізації буде досить борг, але починається він, повторимо, дуже і дуже рано. Ще до імплантації зародка в стінку матки його клітини вже встигають розділитися на два сорти, а потім ембріон тільки й робить, що росте да диференціюється: різні його частини набувають характерних особливостей, функцій тощо.
Зрозуміло, що коли клітина хоче стати відмінною від своїх сусідок, вона змінює активність генів. Для різних функцій потрібні різні гени, так що клітини, які виконують однакову роль, будуть схожі і за генетичною активністю: у них будуть працювати приблизно одні і ті ж гени, а інші ж гени, навпаки, клітини відключать.
Хішам Мохаммед (Hisham Mohammed) і його колеги з Бабрахамського інституту в Кембриджі виявили, що коли ембріональні клітини вирішують, ким їм бути, то це зовсім не означає, що вони разом і дружно вимикають у себе одні і ті ж гени і включають інші. Навпаки, перед черговим етапом диференціювання клітини вмикають і вимикають що не потрапляючи, вибираючи з генетичного шуму, що потрібно, а що не потрібно. І ніякої відповідності в генетичній активності між клітинами тут немає; вибираючи свою долю, вони «шумлять» неузгоджено, включаючи і вимикаючи гена в індивідуальному порядку, не озираючись на сусідів.
З'ясувати це вдалося за допомогою методів індивідуального секвенування РНК: як відомо, активність генів можна оцінити за кількістю молекул-посередників РНК, які синтезуються на ДНК, і зараз ми можемо проаналізувати склад таких РНК в одній-єдиній клітці. І ось різноманітність РНК наочно продемонструвала той безлад, який панує в молекулярній кухні ембріональної клітини перед черговим кроком у її спеціалізації.
Повключав і повимикавши свої гени, клітина, зрештою, розуміє, що їй потрібно в подальшому житті, і згодом, коли вибір зроблений, клітини однакової долі в генетичному плані поводяться вже однаково. Однак, як підкреслюють автори роботи у своїй статті в Cell Reports, щоб клітина пішла тим чи іншим шляхом, на початку їй необхідний саме такий шум. (Тут варто уточнити, що дослідники займалися саме найпершими подіями клітинної диференціювання, і, можливо, на більш пізніх етапах ембріонального розвитку все обходиться без «ворожіння по генах».)
Звичайно, у генетичного шуму повинні бути свої молекулярні регулятори, які запускають всю цю бурхливу молекулярну активність, але більш детальні деталі тут стануть зрозуміло тільки після наступних експериментів.