Учёные обнаружили «переключатель» для ключевого гена стволовых клеток

Новое исследование биологов из Университета Торонто на мышах впервые показало конкретный пример регуляции критически важного для раннего развития гена Sox2 удалённой областью генома. Открытие может значительно продвинуть регенеративную медицину, так как ген Sox2 необходим для поддержания плюрипотентности эмбриональных стволовых клеток, способных развиться в любой тип клеток взрослого организма.

Открытие регуляторной области SCR

  • Исследователи изучили, как включается ген Sox2 у мышей, и обнаружили удалённую область генома, необходиму для его активации в эмбриональных стволовых клетках.
  • Эту область назвали Sox2 control region (SCR). Она, как и сам ген, позволяет стволовым клеткам сохранять плюрипотентность.
  • Ранее считалось, что ген Sox2 включают области, расположенные близко к нему. Однако их удаление из генома мышей не повлияло на активацию гена.

Механизм действия «переключателя»

  • SCR физически контактирует с геном Sox2, находясь на расстоянии 100 000 пар оснований. Для этого ДНК образует петлю, которая сближает SCR и ген только в эмбриональных стволовых клетках.
  • Когда учёные удалили SCR из генома, ген Sox2 перестал включаться, а стволовые клетки утратили характерный вид и способность дифференцироваться во все типы клеток взрослого организма.

Значение для науки и медицины

  • Поскольку мутации в гене Sox2 приводят к гибели эмбриона на ранней стадии, аномалии в его регуляторной области SCR, вероятно, имеют тот же эффект.
  • Образование петли между SCR и геном Sox2 может быть важным финальным шагом в процессе получения плюрипотентных клеток из взрослых клеток в регенеративной медицине.
  • Исследование подчёркивает, что для понимания сложных заболеваний (сердца, рака, неврологических расстройств) важно знать, какие удалённые регуляторные последовательности в геноме включают или выключают конкретные гены.

Исследование опубликовано 15 декабря в журнале Genes & Development в статье «A Sox2 distal enhancer cluster regulates embryonic stem cell differentiation potential».

2014-12-15