Учёные обнаружили разнообразие генетического сплайсинга в эмбриональных стволовых клетках
Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета показали, что процесс специализации эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) включает ограничение количества вариантов матричных РНК (транскриптов), производимых из каждого гена.
Большинство генов могут давать разнообразные транскрипты благодаря процессу сплайсинга. Изменения в способе сплайсинга гена могут менять форму и функцию конечного белкового продукта. Это первое исследование, связавшее разнообразие сплайсинга с уникальной гибкостью развития (плюрипотентностью) ЭСК.
"Эмбриональные стволовые клетки содержат множество сплайсинговых вариантов для каждого гена. Но по мере дифференцировки и специализации клеток количество типов транскриптов уменьшается", — сказал Майкл Снайдер, PhD.
Метод и эксперимент:
- Учёные использовали метод RNA-Seq, изобретённый Снайдером, для отслеживания множества вариантов РНК (изоформ) в человеческих ЭСК.
- Этот метод более чувствителен, чем традиционный анализ на ДНК-микрочипах, и позволяет обнаруживать редкие изоформы.
- Исследователи изучали изменения в уровнях транскриптов РНК по мере дифференцировки ЭСК в нейральные клетки (глию) в лабораторной чашке, создав уникальный "словарь" нейро-специфичных вариантов сплайсинга.
Ключевые результаты:
- На каждом из трёх этапов дифференцировки разнообразие изоформ в клетках уменьшалось — явление, названное "изоформной специализацией".
- Оставшиеся изоформы были вовлечены в ключевые нейральные сигнальные пути или клеточные рецепторы.
- На ранних стадиях дифференцировки зарождающиеся глиальные клетки содержали изоформы рецепторов, характерные для других типов нейральных клеток, что указывает на их потенциальную способность к развитию по другим путям.
- Обнаружено, что время экспрессии двух важных для нейральной дифференцировки генов — SOX1 и PAX6 — у человека отличается от наблюдаемого у мышей.
Исследование опубликовано 1 марта в Proceedings of the National Academy of Sciences. Старший автор — Майкл Снайдер, первый автор — постдокторант Цзя Цянь У, PhD.