Кожа вместо яйцеклетки: созданы три ключевых типа эмбриональных стволовых клеток
Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме (HU) открыли способ превращения клеток кожи в три основных типа стволовых клеток, из которых состоит эмбрион на ранней стадии. Работа открывает путь для создания целых эмбрионов из клеток кожи, моделирования эмбриональных заболеваний и дисфункций плаценты.
Как сообщается в Cell Stem Cell, группа доктора Йосси Буганима из HU обнаружила набор генов, способных трансформировать клетки кожи мыши во все три типа клеток раннего эмбриона:
В 2006 году японские учёные показали, что с помощью четырёх ключевых эмбриональных генов клетки кожи можно "перепрограммировать" в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSCs). Эти клетки аналогичны клеткам эмбриона после оплодотворения и могут развиться в любые клетки плода, но не во внезародышевые ткани, такие как плацента.
Команда HU под руководством доктора Йосси Буганима, доктора Орена Рама и профессора Томми Каплана, включая аспирантов Хани Бенчетрит и Мохаммада Джабера, нашла новую комбинацию пяти генов. При введении в клетки кожи эти гены перепрограммируют их в каждый из трёх типов ранних эмбриональных клеток. Процесс трансформации занимает около месяца.
Используя новые технологии, учёные исследовали молекулярные механизмы, управляющие судьбой клеток. Они выяснили, что:
- Ген Eomes направляет клетку к становлению стволовой клеткой плаценты.
- Ген Esrrb управляет развитием стволовых клеток плода через временное приобретение идентичности внезародышевой стволовой клетки.
Анализ изменений в структуре и функции генома показал, что на первом этапе клетки кожи теряют свою идентичность, а затем медленно приобретают новую — одного из трёх эмбриональных типов. Этот процесс регулируется уровнями экспрессии двух из пяти введённых генов.
Ранее попытки создать целый эмбрион мыши без сперматозоидов и яйцеклеток использовали три ранних типа клеток, выделенных непосредственно из живого развивающегося эмбриона. Исследование HU впервые демонстрирует создание всех трёх основных клеточных линий одновременно из клеток кожи. Это означает, что для создания эмбриона "в пробирке" может не потребоваться "жертвовать" живым эмбрионом.