Новый генетический переключатель

Небольшие модификации в последовательностях генома играют ключевую роль в превращении плюрипотентных стволовых клеток в различные дифференцированные типы клеток. Команда из Университета Людвига-Максимилиана (LMU) в Мюнхене определила фактор, ответственный за один класс таких модификаций.

Активация или "выключение" генов частично определяется эпигенетическим уровнем контроля — обратимым присоединением химических меток к определённым нуклеотидам в геноме. Эта система играет важную роль в дифференцировке стволовых клеток.

"Несколько необычных нуклеиновых оснований, обнаруженных в геномах стволовых клеток, вероятно, важны для определения того, какие типы дифференцированных клеток могут быть получены из данной линии стволовых клеток", — говорит профессор Томас Карелл.

Все ранее обнаруженные нестандартные основания происходили от цитозина, а в их синтезе всегда участвовали ферменты семейства Tet.

Окисление оснований регулирует активность генов

Исследователи впервые показали, что в эмбриональных стволовых клетках мышей модифицируется и другое стандартное основание — тимидин. Ферменты Tet также окисляют его.

"В ходе развития специализированных тканей из стволовых клеток ферменты семейства Tet окисляют основание тимидин. Продукт реакции, гидроксиметилурацил, ранее ошибочно считали синтезированным другим путём", — объясняет Карелл.

Функция гидроксиметилурацила пока не ясна. Однако с помощью инновационного метода учёные показали, что в стволовых клетках есть специфические белки, которые распознают гидроксиметилурацил и могут способствовать регуляции генной активности в этих клетках.

"Мы надеемся, что эти новые знания позволят модулировать дифференцировку стволовых клеток, заставляя их генерировать клетки определённого типа. Было бы прекрасно однажды научиться создавать целые органы из дифференцированных клеток, полученных по требованию из популяций стволовых клеток", — говорит Карелл.