Гистон H3.3 — ключевой регулятор развития кроветворных стволовых клеток
Исследователи из Weill Cornell Medicine обнаружили, что белок гистон H3.3 играет важнейшую роль в здоровом функционировании кроветворных стволовых клеток (hematopoietic stem cells, HSCs), которые производят все клетки крови в организме.
Гистон H3.3 организует структуры, вокруг которых упакована ДНК в хромосомах, и служит платформой для эпигенетических модификаций, контролирующих активность генов.
Роль H3.3 в HSCs
Исследование, опубликованное 27 декабря в Nature Cell Biology, показало, что H3.3 критически важен для двух ключевых процессов в HSCs:
- Долгосрочного самовозобновления (сохранения в стволовом состоянии).
- Дифференцировки (созревания во все типы клеток крови).
Удаление белка H3.3 из HSCs у мышей привело к:
- Снижению выживаемости долгосрочных самовозобновляющихся HSCs.
- Дисбалансу в типах производимых клеток крови с аномальным смещением в сторону определённых типов лейкоцитов (гранулоцитов и макрофагов).
Молекулярный механизм
Учёные выяснили, что H3.3 оказывает своё влияние, закрепляя ключевые эпигенетические метки:
- На генах, важных для развития.
- На эндогенных ретровирусах (ERVs) — остатках вирусов, встроившихся в ДНК далёких эволюционных предков.
Ключевое наблюдение: Удаление H3.3 вызывало потерю эпигенетических меток, подавляющих ERVs. Это привело к активации ERVs, запуску воспалительного ответа в клетках и, как следствие, к аномальному смещению в дифференцировке клеток крови — схожему с тем, что наблюдается при некоторых лейкозах.
Значение исследования
- Для фундаментальной науки: Раскрывает молекулярные механизмы, с помощью которых HSCs балансируют между самовозобновлением и дифференцировкой.
- Для медицины: H3.3 действует как мастер-регулятор в HSCs, что указывает на его потенциальную роль как мишени для терапии в будущем. Понимание этих процессов может помочь в разработке методов выращивания крови в лаборатории, улучшении трансплантаций HSCs и создании новых терапий лейкозов.
Вывод исследователей: Нормальное развитие клеток крови требует правильного эпигенетического регулирования, обеспечиваемого гистоном H3.3.