Учёные разработали метод контроля активации генов
Исследователи из Университета Хельсинки (Финляндия) создали новый метод, позволяющий активировать гены в клетке без изменения генома. Применения метода включают направленную дифференцировку стволовых клеток.
Метод был разработан молодыми исследователями Диего Бальбоа и Джере Велтнером, работающими над докторскими диссертациями в лаборатории профессора Тимо Отонкоски в кампусе Мейлахти. Исследование опубликовано в ведущем журнале в области исследований стволовых клеток Stem Cell Reports.
Одними из самых актуальных тем в этой области являются методы, способные регулировать дифференцировку клеток. Этот процесс основан на том, как гены в клетке активируются и деактивируются, поэтому учёные ищут способы контролировать эту активацию. Исследователи мечтают иметь возможность точно включать и выключать гены в определённые моменты.
«Мы можем производить недифференцированные стволовые клетки из специализированных, так называемые iPS-клетки, и можем регулировать их дифференцировку, обеспечивая им правильные условия роста. Однако мы не можем контролировать процесс дифференцировки достаточно хорошо — процесс может идти гладко, но в самом конце один ген не активируется в нужное время, и клетка остаётся незрелой», — объясняет Отонкоски.
Система CRISPR позволяет редактировать гены, разрезая ДНК в определённых точках. Этот метод можно использовать для удаления дефектного гена из клетки или для внедрения трансплантированного гена, который будет экспрессироваться нужным образом.
Исследователи из лаборатории Отонкоски разработали метод, который позволяет регулировать поведение отдельного гена без изменения самого генома. Метод использует технологию CRISPR, но сама регуляция контролируется добавлением химических веществ. Целевой ген делают восприимчивым к препарату, вводя в клетку фрагменты РНК, которые связываются с белком-активатором и регуляторной областью гена. Затем ген активируется нужным образом, когда клетке предоставляют химические вещества, регулирующие белок-активатор.
«В нашем исследовании мы использовали два распространённых антибиотика, доксициклин и триметоприм. Эти химические вещества позволили нам точно и эффективно регулировать экспрессию многих генов. Метод работал на всех протестированных клетках, включая стволовые — мы использовали человеческие клетки», — объясняет Отонкоски.
Профессор подчёркивает, что метод в настоящее время используется в экспериментальных моделях — говорить о терапевтических применениях ещё слишком рано.
«Основная идея теперь разработана, и метод доказал свою жизнеспособность. Я верю, что он может стать очень важным исследовательским инструментом. В моей лаборатории мы используем его для регулирования дифференцировки стволовых клеток, но у него много потенциальных применений в других областях исследований — например, в биологии рака».