Найден «белок бессмертия» стволовых клеток

Определён фермент, который облегчает гистоновую хватку на генах стволовых клеток, необходимых для поддержания их бессмертия и многофункциональности.

Исследователи из Мичиганского университета (США) обнаружили белок, отвечающий за бессмертие и «вечную юность» стволовых клеток. Стволовые клетки, как известно, могут превращаться в другие типы клеток, а могут оставаться недифференцированными, размножаясь, но при этом сохраняя свойство «всемогущества».

Очевидно, в этом случае речь идёт о выборе той или иной генетической программы. А наиболее распространённый способ переключения генетических программ — эпигенетические манипуляции (модификации гистонов, ДНК и пр.). Гистоны служат для упаковки ДНК, и те её участки, которые оказались плотно упакованными, будут недоступны для ферментов, синтезирующих мРНК, то есть эти гены будут молчать. Если же ДНК свободна от гистонов, то её гены будут открыты для работы с ними.

Гистоны, в свою очередь, могут вести себя по-разному, в зависимости от того, какие модификации они несут. Если к гистонам присоединены ацетильные группы, они не в состоянии плотно взаимодействовать друг с другом, и потому ДНК будет открыта для факторов транскрипции. Соответственно, ферменты гистонацетилтрансфераза, которые снабжают гистоны ацетильными группами, работают активаторами ДНК.

Если клетка не хочет дифференцироваться, а хочет остаться в стволовой сущности, ей нужно поддерживать активность определённого набора генов, отвечающих за вот такое состояние бессмертия. Как пишут исследователи в журнале Cell Stem Cell, единственным ферментом, который выполняет в стволовых клетках эту работу, оказался белок Mof. Стоит подчеркнуть, что учёные работали с плюрипотентными эмбриональными стволовыми клетками, которые могут превращаться вообще в любую клетку тела. То есть гистонацетилтрансфераза Mof отвечает за самую общую неспециализированность стволовых клеток, за, так сказать, их изначальное бессмертие.

Большинство исследований посвящены реализации той или иной программы специализации. То есть учёные обычно выясняют, какие белки эпигенетического контроля отвечают за активацию генов эпителиального, или нервного, или ещё какого пути развития. В данном же случае была выполнена обратная работа, авторы предположили, что бессмертие стволовых клеток, как и их дифференцировка, подчиняется некоей программе. Ген, кодирующий Mof, необычайно консервативен, его последовательность одинакова у таких разных организмов, как мыши и дрозофилы, поэтому с большой долей уверенности можно предполагать, что и у человека он выглядит и работает так же, как у остальных животных. Возможно, управление этим геном поможет в будущем создавать и поддерживать линии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, с которыми связано так много надежд регенеративной медицины.

Подготовлено по материалам Мичиганского университета.

Определён фермент, который облегчает гистоновую хватку на генах стволовых клеток, необходимых для поддержания их бессмертия и многофункциональности.

Исследователи из Мичиганского университета (США) обнаружили белок, отвечающий за бессмертие и «вечную юность» стволовых клеток. Стволовые клетки, как известно, могут превращаться в другие типы клеток, а могут оставаться недифференцированными, размножаясь, но при этом сохраняя свойство «всемогущества».

Очевидно, в этом случае речь идёт о выборе той или иной генетической программы. А наиболее распространённый способ переключения генетических программ — эпигенетические манипуляции (модификации гистонов, ДНК и пр.). Гистоны служат для упаковки ДНК, и те её участки, которые оказались плотно упакованными, будут недоступны для ферментов, синтезирующих мРНК, то есть эти гены будут молчать. Если же ДНК свободна от гистонов, то её гены будут открыты для работы с ними.

Гистоны, в свою очередь, могут вести себя по-разному, в зависимости от того, какие модификации они несут. Если к гистонам присоединены ацетильные группы, они не в состоянии плотно взаимодействовать друг с другом, и потому ДНК будет открыта для факторов транскрипции. Соответственно, ферменты гистонацетилтрансфераза, которые снабжают гистоны ацетильными группами, работают активаторами ДНК.

Если клетка не хочет дифференцироваться, а хочет остаться в стволовой сущности, ей нужно поддерживать активность определённого набора генов, отвечающих за вот такое состояние бессмертия. Как пишут исследователи в журнале Cell Stem Cell, единственным ферментом, который выполняет в стволовых клетках эту работу, оказался белок Mof. Стоит подчеркнуть, что учёные работали с плюрипотентными эмбриональными стволовыми клетками, которые могут превращаться вообще в любую клетку тела. То есть гистонацетилтрансфераза Mof отвечает за самую общую неспециализированность стволовых клеток, за, так сказать, их изначальное бессмертие.

Большинство исследований посвящены реализации той или иной программы специализации. То есть учёные обычно выясняют, какие белки эпигенетического контроля отвечают за активацию генов эпителиального, или нервного, или ещё какого пути развития. В данном же случае была выполнена обратная работа, авторы предположили, что бессмертие стволовых клеток, как и их дифференцировка, подчиняется некоей программе. Ген, кодирующий Mof, необычайно консервативен, его последовательность одинакова у таких разных организмов, как мыши и дрозофилы, поэтому с большой долей уверенности можно предполагать, что и у человека он выглядит и работает так же, как у остальных животных. Возможно, управление этим геном поможет в будущем создавать и поддерживать линии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, с которыми связано так много надежд регенеративной медицины.

Подготовлено по материалам Мичиганского университета.