Ученые выяснили, как выглядит сеть генов стволовых клеток и откуда она взялась
Исследователи из Центра медицины стволовых клеток reNEW под руководством профессора Джошуа Марка Брикмана обнаружили эволюционное происхождение главного гена, управляющего сетью генов в плюрипотентных стволовых клетках. Это приближает науку к созданию искусственных органов.
Ключ к пониманию — «живое ископаемое»
- Плюрипотентные стволовые клетки могут развиваться в любые другие клетки организма (например, клетки сердца).
- Мастер-ген, контролирующий эти клетки у млекопитающих, называется OCT4.
- Ученые обнаружили, что версия этого гена существует и у латимерии (целаканта) — рыбы, чей облик не менялся около 400 миллионов лет.
- Ген латимерии способен заменить OCT4 в мышиных стволовых клетках. Это показывает, что генная сеть, поддерживающая плюрипотентность, существовала уже на ранних этапах эволюции.
Изучение эволюции для улучшения технологий
Исследовав гены стволовых клеток более чем у 40 животных (акулы, мыши, кенгуру), ученые с помощью искусственного интеллекта построили 3D-модели белков OCT4.
- Общая структура белка сохраняется в ходе эволюции.
- Ключевые для функции стволовых клеток регионы белка не меняются.
- Видоспецифичные различия в других регионах белка меняют его ориентацию, потенциально влияя на эффективность поддержания плюрипотентности.
Значение исследования
- Эволюционный аспект: Сеть генов стволовых клеток оказалась гораздо древнее, чем считалось.
- Практический выход: Изучение более простых организмов (с меньшим числом копий генов) помогает выделить фундаментальные принципы работы стволовых клеток. Это знание можно использовать, чтобы улучшить методы их выращивания in vitro.
Исследование, проведенное в сотрудничестве с учеными из Австралии, Японии и Европы, опубликовано в журнале Nature Communications.