Открыт новый регуляторный белок для инженерии стволовых клеток

Биоинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили белок, который регулирует переход эмбриональных стволовых клеток из наименее развитого «наивного» состояния в более развитое «праймированное». Это открытие проливает свет на молекулярные механизмы развития стволовых клеток.

Результаты были опубликованы онлайн в журнале Cell Reports 28 марта.

«Точная настройка» для клеточной инженерии

«Это открытие предоставляет ручку точной настройки для набора инструментов инженерии стволовых клеток», — сказал Шэн Чжун, профессор биоинженерии и старший автор исследования. Ранее открытые регуляторные белки можно сравнить с «грубой настройкой», вызывающей большие изменения в клеточном поведении. Для точной установки клеток в нужное состояние требуются оба типа инструментов.

Роль белка SMARCAD1

Исследователи обнаружили, что белок SMARCAD1 взаимодействует с конкретным типом модификации гистонов — цитруллинированием гистона H3 (H3R26Cit). Это взаимодействие предотвращает спонтанный переход из наивного в праймированное плюрипотентное состояние. Подавление взаимодействия SMARCAD1 с H3R26Cit позволило индуцировать этот переход. При этом стволовые клетки с подавленной экспрессией SMARCAD1 сохраняли плюрипотентность.

«Это открытие предлагает подход для точной настройки стволовых клеток между двумя клеточными состояниями, соответствующими двум ранним стадиям развития», — отметил соавтор работы Цзя Лу.

Методы исследования

Команда использовала белковые микрочипы, содержащие сотни гистоновых пептидов с различными посттрансляционными модификациями, и обнаружила специфическое взаимодействие SMARCAD1 именно с H3R26Cit. Затем с помощью технологии ChIP-seq они определили геномное распределение связывания SMARCAD1 и различных модификаций гистонов, подтвердив, что SMARCAD1 специфически связывается с гистонами, модифицированными по H3R26Cit, по всему геному.

Эксперименты по подавлению экспрессии SMARCAD1, а также более общей формы модификации H3Cit, в обоих случаях приводили к клеточным изменениям, соответствующим переходу из наивного в праймированное состояние, что дополнительно подтвердило регуляторную роль SMARCAD1.

Перспективы

В дальнейшем команда планирует исследовать, играет ли SMARCAD1 роль в регуляции поведения раковых клеток.