Механизм превращения взрослых клеток в стволовые: ключевую роль играют каспазы
В 2006 году доктор Синъя Яманака из Киотского университета совершил прорыв, превратив дифференцированные клетки кожи мыши в клетки, похожие на эмбриональные стволовые (ЭСК). Эти индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSCs) могли заменить спорные в исследованиях ЭСК. Однако механизм этого превращения оставался неизвестным.
Исследовательская группа доктора Чуань-Юаня Ли из Онкологического центра Университета Колорадо обнаружила, что ключевую роль в этом процессе играют гены каспаз — ферментов, известных как «жнецы» за участие в апоптозе (запрограммированной гибели клеток).
Ключевое открытие:
- Добавление ингибиторов каспаз в протокол Яманаки почти полностью блокировало образование iPSCs.
- Это означает, что каспазы выступают «привратниками», необходимыми для перепрограммирования взрослой клетки в стволовую.
Значение открытия:
- Повышение эффективности: Понимание механизма поможет увеличить низкую эффективность процесса получения iPSCs.
- Безопасность: Может помочь решить проблему с клетками, которые не завершили трансформацию и ведут себя как раковые.
- Фундаментальная наука: Раскрывает «магию» клеточного перепрограммирования.
Как это работает?
Каспазы, по словам Ли, «ослабляют» встроенные механизмы, которые фиксируют клетку в дифференцированном состоянии. Они действуют как сцепление, позволяющее переключить передачу. Все клетки человека содержат одинаковые гены; разница — в том, какие из них включены или выключены. Каспазы позволяют «обнулить» эти эпигенетические настройки, возвращая клетку в плюрипотентное состояние.
Историческая параллель:
Ген каспазы-3 когда-то назвали Яма — в честь индуистского бога смерти, который не только убивает, но и направляет душу к новому перерождению. Это отражает двойную роль каспаз: они не только разрушают, но и могут кардинально менять судьбу клетки, выступая посредником в эпигенетических изменениях.
Исследование опубликовано на обложке журнала Cell Stem Cell от 8 октября 2010 года.