Два белка поддерживают плюрипотентность эмбриональных стволовых клеток разными способами

Исследование под руководством A*STAR показало, что два «пальцевидных» белка используют разные механизмы для поддержания способности эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) дифференцироваться в различные типы клеток. Это открытие может помочь в разработке новых методов регенерации утраченных или повреждённых тканей.

Белки семейства PRDM (их 17) имеют пальцевидные структуры, содержащие цинк, и участвуют в регуляции экспрессии генов и модификации структуры хроматина.

Эрнесто Гуччоне из Института молекулярной и клеточной биологии A*STAR и его коллеги из Сингапура изучили роли двух белков этого семейства, PRDM14 и PRDM15, в развитии ЭСК мыши.

Оба белка оказались критически важны для самообновления ЭСК — процесса, поддерживающего их «наивное состояние», что позволяет клеткам сохранять пул стволовых клеток и созревать в любой тип клеток. Однако они делают это разными путями.

• PRDM14 помогает сохранять стволовые клетки в наивном состоянии, выключая группу генов DNMT, которые кодируют ферменты, добавляющие метильные группы к ДНК (метилирование ДНК).
• PRDM15 не участвует в метилировании ДНК. Он сохраняет наивное состояние ЭСК, включая гены, регулирующие две сигнальные пути, которые передают инструкции о функции клетки.

«С эволюционной точки зрения интересно, что разные члены одного семейства, связывающиеся с совершенно разными мишенями, развили способность регулировать сходные пути нередундантным образом, чтобы предотвратить дифференцировку эмбриональных стволовых клеток», — отмечает Гуччоне.

Ранее были изучены «нисходящие» детали того, что происходит в ЭСК при включении и выключении трёх различных сигнальных путей, но многое оставалось неизвестным о «восходящих» факторах (включая обсуждаемые в этом исследовании), которые влияют на эти пути. Понимание этих путей важно для определения оптимальных условий культивирования ЭСК мыши, понимания регуляции нормального эмбрионального развития и поиска способов перепрограммирования клеток организма для регенерации тканей.

Сейчас Гуччоне и его коллеги сотрудничают с генетиками, чтобы выяснить, приводят ли мутации в гене PRDM15 к нарушениям развития у человека. «Мы считаем, что наши результаты могут быть включены в рутинные стратегии скрининга для семей с нарушениями развития», — говорит учёный.