Как стволовые клетки обретают свою идентичность: открыт ключевой механизм
Ученые из Университета Копенгагена выявили один из механизмов, объясняющих, как стволовые клетки выбирают свою дальнейшую судьбу. Клетки комбинируют определенные наборы белков в точных позициях вдоль ДНК. Когда эти специфические группы белков объединяются, открывается доступ к определенным группам генов, что и дает клеткам новую идентичность.
Исследователи идентифицировали одну из таких комбинаций, которая направляет клетки по пути превращения в органы, такие как печень и поджелудочная железа. Эта работа может привести к лучшему пониманию того, как генерировать инсулин-продуцирующие клетки в лаборатории для терапии диабета 1-го типа.
Исследование опубликовано в журнале Cell Stem Cell.
Специфичность выбора комбинаций
Ученые под руководством Хенрика Семба из центра DanStem объяснили, как достигается обретение новой клеточной идентичности: клетки реагируют на информацию из окружающей среды, активируя специфическую комбинацию белков в определенных местах ДНК, чтобы включить генетическую программу.
«Мы добавили одно конкретное химическое соединение в культуральную среду, чтобы стимулировать генерацию новых типов клеток. Информация, передаваемая этим соединением, расшифровывается лишь небольшим числом белков. Затем мы просмотрели всю ДНК клетки, чтобы найти позиции белков, активированных соединением. Мы повторили эксперимент с другими соединениями, чтобы понять специфичность ответов и классифицировать гены, которые клетки решают использовать при движении к разным клеточным судьбам», — говорит доцент Карен Шахтер.
Правильная идентичность
Работа в области исследования человеческих плюрипотентных стволовых клеток сосредоточена на поиске правильной комбинации препаратов или химических соединений для направления клеток в конкретные типы в чашке Петри.
«Однако существует непонимание того, как эти соединения активируют гены, дающие клеткам уникальную идентичность. Это привело к проблемам с воспроизводимостью методов, используемых в разных лабораториях. Для сравнения: если вы используете готовую смесь для выпечки торта, у вас возникнут проблемы, если закончится важный ингредиент, а вы не знаете, чем его заменить. Мы считаем, что наше исследование дает полезную информацию, которая поможет лучше понять "рецепт", чтобы генерировать функциональные клетки более контролируемым образом», — добавляет постдок Нина Фуна.
Ученые подчеркивают важность продолжения этой фундаментальной работы, несмотря на большой фокус сообщества на генерации клеток для терапии.
«Наша конечная цель — понять, как стволовые клетки делают выбор. Это также поможет повысить качество работ, направленных на терапевтическое применение стволовых клеток», — заключает Фуна.