Замолчавшие гены удивили создателей перепрограммированных клеток

На пути генетиков, пытающихся создать стволовые клетки из клеток взрослого организма, встала ещё одна проблема: учёные выявили ключевое отличие перепрограммированных клеток мыши от её эмбриональных стволовых клеток. Новые знания помогут улучшить существующие методы получения материала, способного дать начало любой ткани организма.

По своему главному для медиков параметру — плюрипотентности, или способности стать клеткой любой ткани, — индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS) нисколько не отличаются от эмбриональных стволовых клеток (ЭСК). Однако учёные заметили, что искусственные аналоги всё же ведут себя по-другому: являются менее выносливыми и делятся медленнее.

В прошлом году исследователи установили, что к тому же экспрессия генов у двух типов клеток разная. В предыдущей работе выяснилось, что естественные (эмбриональные) и искусственные (индуцированные) плюрипотентные клетки имеют разную способность формировать человеческие нейроны: перепрограммированные клетки делали это менее эффективно.

Однако раньше исследователи сравнивали два типа клеток, взятых из разных источников. К примеру, индуцированные получали из кожи, взятой при биопсии, а эмбриональные собирали из остатков, неиспользованных клиниками, которые занимаются лечением бесплодия.

Соответственно, у учёных не было возможности определить, чем были обусловлены различия: биологическим развитием самих клеток или же генетическими особенностями предоставлявших их организмов.

В этот раз команда медиков под руководством Конрада Хохедлингера (Konrad Hochedlinger) из Массачусетского госпиталя исследовала ЭСК и iPS-клетки с одинаковой ДНК (взятые от одной мыши).

Биологи внедрили перепрограммированные и обычные стволовые клетки в эмбрионы мышей другого цвета и посмотрели на то, какой окрас сформировался у животных по мере их роста. Оказалось, что изменённые клетки работали менее эффективно, то есть «перекрасили» шкурку своего животного меньше.

Далее исследователи решили сравнить экспрессию генов двух типов клеток. Так выяснилось, что небольшой участок кода на длинном плече 12-й хромосомы проявляет разную активность.

У эмбриональных стволовых клеток два гена и множество микроРНК работали нормально, в то время как у индуцированных плюрипотентных клеток они «молчали». При этом не важно, из какого источника были взяты исходные клетки: из кожи, мозга, крови или какой-либо другой ткани.

Любопытно, что понижение активности в этой области ДНК происходит и в сперматозоидах мышей. Вероятно, перепрограммирование клеток каким-то образом имитирует процесс выключения генов, делают вывод авторы работы.

Пока неизвестно, какие функции выполняют те самые гены и РНК. Возможно, они и вовсе не влияют на жизнь стволовых клеток. Это ещё предстоит выяснить.

Хохедлингер и его коллеги намерены проделать тот же эксперимент с клетками человека. И хотя результаты, полученные на лабораторных животных, нельзя напрямую переносить на людей, существует большая вероятность, что и в iPS-клетках человека будут обнаружены похожие «малоэффективные» группы генов.

Учёные надеются, что полученные и грядущие результаты помогут им научиться отбирать для моделирования заболеваний и лечения людей только самые лучшие (качественные) перепрограммированные стволовые клетки.

Источник: МЕМБРАНА