От плюрипотентности к тотипотентности
Исследователи под руководством Марии-Элены Торрес-Падильи смогли получить в лаборатории тотипотентные клетки, обладающие свойствами клеток самых ранних стадий эмбриона.
Ключевые этапы развития клеток
- Тотипотентность: Сразу после оплодотворения (1-2 клетки) клетки способны дать начало всему эмбриону, а также плаценте и пуповине.
- Плюрипотентность: На стадии бластоцисты (~30 клеток) эмбриональные стволовые клетки могут дифференцироваться в любую ткань, но не могут самостоятельно развиться в плод.
- Дифференцировка: Плюрипотентные клетки специализируются, образуя различные ткани организма.
Научный прорыв
Ранее учёные уже могли перепрограммировать дифференцированные клетки в плюрипотентные, но не в тотипотентные. Исследователи изучили характеристики тотипотентных клеток эмбриона и клеток, спонтанно возникающих в культуре плюрипотентных стволовых клеток in vitro (так называемые «2C-подобные клетки»).
Было обнаружено, что в тотипотентных клетках:
- ДНК менее конденсирована.
- Снижено количество белкового комплекса CAF1, который отвечает за сборку хроматина и поддержание плюрипотентного состояния, «упаковывая» ДНК вокруг гистонов.
На основе этой гипотезе команде удалось индуцировать тотипотентное состояние, инактивировав экспрессию комплекса CAF1, что привело к репрограммированию хроматина в менее конденсированное состояние.
Значение работы
Результаты, опубликованные в журнале Nature Structural & Molecular Biology, углубляют понимание плюрипотентности и могут повысить эффективность репрограммирования соматических клеток для применения в регенеративной медицине.