Эмбриональные стволовые клетки готовятся к созреванию раньше, чем считалось
Ученые из лаборатории Али Шилатифарда обнаружили, что белок Ell3 играет ключевую роль в поддержании пластичности (плюрипотентности) эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) мыши. Исследование, опубликованное 27 декабря 2012 года в Cell, показывает, что Ell3 располагается на энхансерах — регуляторных участках ДНК, — подготавливая гены к будущей активации в процессе развития.
Ключевая роль Ell3
- Расположение: Ell3 находится на более чем 5000 энхансерах в геноме ЭСК, включая те, что регулируют гены, ответственные за созревание клеток в спинной мозг, почки и кровь.
- Функция: Белок помечает как активные, так и неактивные («готовые») энхансеры. Его присутствие необходимо для удержания фермента Pol II (РНК-полимеразы II) в состоянии паузы на старте генов, что позволяет быстро активировать их экспрессию по сигналу.
- Последствия удаления: При дефиците Ell3 в ЭСК исчезает «приостановленный» Pol II, и клетки не могут активировать гены, необходимые для дифференцировки в зрелые типы клеток.
Неожиданное открытие в сперматозоидах
В сотрудничестве с экспертом по электронной микроскопии команда обнаружила присутствие Ell3 и Pol II в ядрах сперматозоидов мыши. Это значимо, так как транскрипция генов, регулируемая Pol II, у млекопитающих начинается только после оплодотворения, в зиготе.
«Это открыло целую новую область исследований в моей лаборатории», — говорит Али Шилатифард.
Значение исследования
- Для биологии развития: Определен механизм, позволяющий стволовым клеткам быстро реагировать на сигналы развития.
- Для онкологии: Многие гены, регулируемые такими энхансерами, аномально активируются при раке. Ell3 дает «точку опоры» для изучения этих процессов.
- Для репродуктивной биологии: Обнаружение транскрипционных факторов в сперматозоидах ставит новые вопросы об их возможной роли в деконденсации хроматина спермы или эпигенетическом маркировании после оплодотворения.