Исследование может стать ключом к поддержанию эмбриональных стволовых клеток в лаборатории

Учёные из Медицинского центра UT Southwestern обнаружили, почему эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) мыши легко выращивать в лаборатории, в то время как ЭСК других млекопитающих поддерживать сложно или невозможно.

Ключевой ген и метаболизм

Активация гена TDH в ЭСК мыши переводит клетки в уникальное метаболическое состояние, сходное с состоянием быстрорастущих бактериальных клеток. Этот ген контролирует выработку фермента треониндегидрогеназы (TDH), который расщепляет аминокислоту треонин на два продукта:

• Один продукт контролирует процесс одноуглеродного метаболизма.
• Другой обеспечивает клетки необходимым метаболическим топливом.

Оба продукта необходимы для быстрого роста и деления ЭСК в чашке Петри без дифференцировки в специфические ткани.

Проблема "питательного бульона"

Условия культивирования, поддерживающие ЭСК мыши, были найдены эмпирически. Теперь стало известно, что они поддерживают активную экспрессию гена TDH. Однако "мышиный бульон" не работает для ЭСК других видов, поиск правильной формулы для которых продолжается уже 20 лет.

Гипотеза и перспективы

В живом организме ЭСК существуют недолго, и ген TDH, вероятно, жёстко контролирует фазу их быстрого роста, после чего отключается. Учёные предполагают, что если найти способ поддерживать активность TDH у других животных, это позволит выращивать их ЭСК для исследований.

Особый случай человека

У человека ген TDH содержит три инактивирующие мутации, и фермент не производится. Человеческие ЭСК растут медленно и с трудом поддерживаются в культуре. Спиркулятивно, что репарация мутировавшего гена TDH могла бы ускорить их рост, что стало бы прорывом для этой области.

Исследование, частично профинансированное NIH Director's Pioneer Award, опубликовано в выпуске Science Express от 9 июля.