Новый флуоресцентный метод выявляет разную плотность ДНК в стволовых клетках
Исследование, опубликованное в Nature Communications, представляет новый мощный метод изучения внутренней работы клеточных ядер в процессе дифференцировки эмбриональных стволовых клеток.
Команда под руководством доктора Эйтана Лернера и профессора Эрана Мешорера из Еврейского университета в Иерусалиме и профессоры Сары Раушер из Университета Торонто использовала специфическое свойство флуоресцентных белков (FPs) — время жизни их флуоресценции — чтобы изучить, как клетки меняются и развиваются.
Эти белковые репортеры помогли понять, как части ДНК, называемые гетерохроматином, упакованы внутри ядра и что происходит с ними в процессе развития клетки.
В исследовании было обнаружено инновационное применение FPs: они могут служить индикаторами локальной плотности внутри био-конденсатов в клеточном ядре. Наблюдая, что обычные мономерные флуоресцентные белки демонстрируют меньшее время жизни флуоресценции в определённых условиях, учёные установили связь между этим световым поведением и более высоким уровнем скученности внутри клеточных структур.
Ключевые результаты
Исследование сфокусировалось на мышиных эмбриональных стволовых клетках (ESCs) и их переходе на ранних стадиях дифференцировки.
- FPs как индикаторы плотности: Флуоресцентные белки могут показывать, насколько плотно упакован материал в гетерохроматине внутри структур ядра.
- Сложность в плюрипотентных клетках: Изначально в плюрипотентных ESCs наблюдалась значительная вариация в упаковке белков гетерохроматина внутри структур, называемых HP1α-конденсатами. Эта сложность не укладывалась в простую модель единой жидкой фазы, а скорее напоминала множество разных жидких фаз с разной плотностью.
- Упрощение при дифференцировке: По мере того как клетки начинали дифференцироваться и созревать, происходила заметная трансформация. Содержимое этих структур становилось более равномерно распределённым, напоминая поведение единой жидкой фазы, хотя и сложной.
Профессор Эран Мешорер отметил: «Наше исследование открывает новые двери для понимания сложности клеточного поведения во время дифференцировки. Возможность точно отслеживать локальные плотности внутри био-конденсатов с помощью флуоресцентных белков даёт ценную информацию о клеточном развитии, которая ранее была скрыта от взгляда».
Соавтор доктор Эйтан Лернер добавил: «Этот прорывной метод предлагает исследователям мощный инструмент для изучения сложных процессов, лежащих в основе критических клеточных событий в целом и дифференцировки стволовых клеток в частности».