Ученые нашли ген, объясняющий бессмертие эмбриональных стволовых клеток мыши

Исследователи из Национального института по проблемам старения (NIA), входящего в состав Национальных институтов здоровья (NIH), обнаружили ключ к омоложению эмбриональных стволовых (ES) клеток в гене Zscan4. Результаты опубликованы в онлайн-выпуске журнала Nature от 24 марта 2010 года.

Уникальность и «бессмертие» ES-клеток

Эмбриональные стволовые клетки уникальны: они могут развиваться практически в любой тип клеток тела и при этом производить бесконечные поколения новых, полностью функциональных дочерних ES-клеток. В отличие от них, обычные клетки могут делиться лишь ограниченное число раз. Это частично связано с укорочением теломер — защитных концов хромосом, несущих генетическую информацию, при каждом делении. Когда теломеры становятся слишком короткими, клетка умирает, впадает в состояние покоя (сенесценцию) или производит аномальные клетки.

От «самовозобновления» к «омоложению»

Ранее считалось, что бессмертие ES-клеток обеспечивается механизмом «самовозобновления»: при делении они якобы производят дочерние клетки, полностью идентичные родительской, включая длину теломер. Однако исследователи NIA показали, что процесс правильнее описывать как «омоложение». Как и в других клетках, при репликации ES-клеток дочерние клетки не идентичны родительской, а их теломеры короче.

Роль гена Zscan4

Ключевую роль играет уникальный для ES-клеток ген Zscan4. Когда он активируется, происходит омоложение клетки, включая удлинение теломер посредством рекомбинации (более короткая теломера объединяется с более длинной). После этого ген снова «выключается». Zscan4 активируется не при каждом делении — в любой момент времени он активен примерно в 5% клеток. Таким образом, процесс представляет собой цикл: репликация клетки (с укорочением теломер) и периодическая активация Zscan4 (омоложение клетки).

Это открытие может иметь важные последствия для исследований старения, биологии стволовых клеток, регенеративной медицины и онкологии. Ученые сейчас исследуют, действует ли аналогичный механизм в человеческих клетках.