Учёные определили молекулу, контролирующую пластичность стволовых клеток
Новое исследование в Университете Рокфеллера выявило белок Sox9 как ключевой регулятор пластичности стволовых клеток. В статье, опубликованной в Nature, команда описывает Sox9 как «фактор-пионер», который подготавливает почву для активации генов, связанных с идентичностью стволовых клеток волосяного фолликула.
Как Sox9 управляет пластичностью
- Роль «первопроходца»: Sox9 делает гены, необходимые стволовым клеткам, доступными для активации, а затем рекрутирует другие белки для усиления их экспрессии. Без Sox9 этот процесс не происходит, и стволовые клетки фолликула не выживают.
- Работа через супер-энхансеры: Исследователи идентифицировали 377 супер-энхансеров — мощных регуляторных областей ДНК — в стволовых клетках волосяного фолликула. Большинство из них связывались как минимум с пятью факторами транскрипции, часто включая Sox9.
- Динамика в разных условиях: Сравнение показало, что стволовые клетки и их краткоживущие потомки, утратившие пластичность, разделяют только 32% супер-энхансеров. Это указывает на ключевую роль этих областей в клеточной идентичности.
Экспериментальные доказательства
- Зависимость от микроокружения: Когда стволовые клетки извлекали из фолликула и помещали в культуру, активность супер-энхансеров, специфичных для ниши, отключалась. При трансплантации обратно в кожу она возвращалась.
- Активация при повреждении: В культуре активировались новые супер-энхансеры, связанные с факторами транскрипции, известными по репарации ран. Эксперименты на мышах подтвердили, что эти «центры» супер-энхансеров включаются именно при ранении кожи.
- Ключевая роль Sox9: Sox9 оказался единственным фактором транскрипции, экспрессирующимся как в живой ткани, так и в культуре. Его удаление приводило к гибели стволовых клеток, а экспрессия в эпидермисе придавала клеткам кожи свойства стволовых клеток фолликула.
Значение открытия
Исследование связывает фактор-пионер Sox9 с динамикой супер-энхансеров, что даёт двойной механизм контроля клеточной идентичности. В случае пластичности стволовых клеток Sox9 выступает ведущим фактором, активирующим супер-энхансеры, которые усиливают гены «стволовости».
«Эти открытия дают новое понимание того, как стволовые клетки выбирают свою судьбу и сохраняют пластичность в переходных состояниях, например, в культуре или при заживлении ран», — говорит автор исследования Элейн Фукс.