Ученые создали новый тип человеческих стволовых клеток с половинным геномом
Ученые из Еврейского университета в Иерусалиме, Медицинского центра Колумбийского университета (CUMC) и Исследовательского института Нью-Йоркского фонда стволовых клеток (NYSCF) успешно создали новый тип эмбриональных стволовых клеток, которые содержат одну копию человеческого генома вместо двух, типичных для нормальных клеток. Результаты опубликованы в журнале Nature.
Эти стволовые клетки — первые известные человеческие клетки, способные к делению, имея лишь одну копию генома родительской клетки.
Обычные человеческие клетки — «диплоидные»: они наследуют два набора хромосом (всего 46) — 23 от матери и 23 от отца. Исключение — репродуктивные клетки (яйцеклетки и сперматозоиды). Они «гаплоидные», так как содержат один набор из 23 хромосом, но не могут делиться.
Предыдущие попытки создать эмбриональные стволовые клетки из человеческих яйцеклеток давали диплоидные клетки. В этом исследовании ученые стимулировали деление неоплодотворенных яйцеклеток, пометили ДНК флуоресцентным красителем и выделили редкие гаплоидные стволовые клетки среди преобладающих диплоидных.
Исследователи показали, что эти гаплоидные клетки плюрипотентны: они могут дифференцироваться в нервные, сердечные, панкреатические и другие типы клеток, сохраняя при этом одинарный набор хромосом.
«Это исследование дало нам новый тип человеческих стволовых клеток, который окажет важное влияние на генетические и медицинские исследования. Эти клетки предоставят новый инструмент для понимания человеческого развития и причин полового размножения», — сказал д-р Ниссим Бенвенисти, соавтор исследования.
Гаплоидные человеческие клетки также могут стать мощным инструментом для генетического скрининга, поскольку в них нужно редактировать только одну копию гена. Это упрощает генетический анализ в таких областях, как исследование рака, прецизионная и регенеративная медицина.
«Одно из главных преимуществ гаплоидных клеток — редактировать их гены гораздо проще», — пояснил Идо Саги, ведущий автор работы. В диплоидных клетках эффект мутации в одной копии гена трудно обнаружить, так как вторая, нормальная копия, служит «резервной».
Поскольку новые стволовые клетки генетически идентичны донору яйцеклетки, их можно использовать для разработки клеточной терапии таких заболеваний, как слепота или диабет, где генетически идентичные клетки дают преимущество. Благодаря генетическому эквиваленту половых клеток они также могут быть полезны для репродуктивных целей.
Исследование поддержано Нью-Йоркским фондом стволовых клеток, Программой по изучению стволовых клеток штата Нью-Йорк и Фондом Азриэли.