Универсальность стволовых клеток контролируется альянсами и конкуренцией белков
Исследователи из Университета Брауна под руководством Уильяма Фэйрбразера обнаружили новые молекулярные взаимодействия, определяющие, останутся ли стволовые клетки в состоянии плюрипотентности (гибкости) или превратятся в специализированные клетки.
Используя разработанную ими технологию MEGAShift (высокопроизводительный анализ связывания с высоким разрешением), команда проанализировала взаимодействия ключевых транскрипционных факторов на участке ДНК длиной 316 000 пар оснований с разрешением до 10 пар оснований.
Ключевые открытия:
- Процесс связывания белков с ДНК — это не изолированные события, а формирование сложных комплексов ("больших жирных капель белков") на протяжённых участках.
- Белки POU5F1 и POU2F2 конкурируют за связывание с одной и той же восьмибуквенной последовательностью ДНК. То, какой белок свяжется первым, влияет на судьбу клетки.
- Исход этой конкуренции определяют другие белки-партнёры:
- SOX2 помогает связыванию обоих белков, но POU2F1 — больше.
- NANOG помогает исключительно POU5F1.
Это открытие объясняет, почему перепрограммирование (возврат специализированных клеток в плюрипотентное состояние) часто приводит к проблемам, например, опухолям: сложные детали этих белковых взаимодействий ранее не были полностью поняты.
Технология MEGAShift также применяется для:
- Изучения формирования РНК-белковых комплексов.
- Выявления истинных генетических причинных вариантов, связанных с риском заболеваний (диабет, волчанка), из сотен естественных геномных вариаций.