Учёные обнаружили молекулярные часы клеточного цикла, контролирующие потенциал стволовых клеток

Учёные из Сингапура (Институт генома, A*STAR) впервые получили новые доказательства того, как дифференцировка плюрипотентных клеток связана с часами клеточного цикла и контролируется ими. Это более глубокое понимание того, как клетки дифференцируются, крайне важно с точки зрения терапевтического потенциала.

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) находятся в плюрипотентном состоянии, то есть ещё не дифференцировались в специфические типы клеток. Клеточный цикл делится на четыре фазы: G1, S, G2 и M. Предыдущие исследования показывали, что дифференцировка ЭСК инициируется только в фазе G1, что объяснялось специфическими для G1 свойствами, способствующими определению линии развития. Считалось, что отсутствие этих свойств в трёх других фазах пассивно препятствует дифференцировке.

Это исследование, с использованием высокопроизводительного скрининга, впервые показало, что в фазах S и G2 ЭСК более активно поддерживают своё стволовое состояние, то есть активно сопротивляются дифференцировке.

Кроме того, учёные обнаружили, что в случае повреждения ДНК ЭСК не дифференцируются, чтобы предотвратить образование специализированных (дифференцированных) клеток с нарушенной целостностью генома.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Cell.

Ведущий автор исследования, постдокторант GIS, доктор Кевин Гонсалес, отметил, что их команда решила сосредоточиться на том, что регулирует выход ЭСК из плюрипотентного состояния, чтобы восполнить пробел в понимании клеточной дифференцировки. Он также подчеркнул, что это исследование проводилось на человеческих ЭСК, что делает его более клинически значимым по сравнению с исследованиями на мышиных ЭСК.

Соавтор, научный сотрудник доктор Лян Хунцин, заявил, что их работа сместила текущую парадигму от G1-центричного взгляда на регуляцию стволовых клеток к сбалансированной точке зрения, согласно которой разные фазы клеточного цикла выполняют разные роли в управлении судьбой стволовой клетки.

Исполнительный директор GIS профессор Нг Хак Хуэй отметил, что знание о том, что фазы S и G2 используют активные пути для предотвращения дифференцировки ЭСК, позволяет предположить, что, наоборот, отсутствие этих путей способствует восприимчивости фазы G1 к дифференцировке. Это значительный шаг вперёд в изучении клеточной плюрипотентности.