Расшифрован механизм выбора идентичности стволовыми клетками

Исследовательская группа под руководством профессора доктора Себастьяна Арнольда и Елены Тошич с медицинского факультета Фрайбургского университета расшифровала базовые молекулярные механизмы контроля, с помощью которых стволовые клетки решают, в какие эмбриональные типы клеток превратиться. Это достигается, по крайней мере частично, за счёт избирательного использования генов для каждого типа клеток, несмотря на наличие идентичной генетической информации в каждой клетке тела. Результаты опубликованы в журнале Nature Cell Biology.

Недифференцированные стволовые клетки эмбриона развиваются либо в клетки нервной системы (нейроэктодерма), либо в клетки мезо- и энтодермы, из которых, например, развиваются многие типы клеток внутренних органов или мышц. Более 25 лет известно, что это решение регулируется эмбриональными сигнальными молекулами, такими как сигналы TGFβ и Wnt. Однако до сих пор оставалось неясным, как именно эти сигналы контролируют это первое решение о дифференцировке клеток.

Исследование, проведённое в рамках докторской диссертации Тошич, показывает, что эмбриональные сигналы TGFβ и Wnt передаются транскрипционными факторами семейства T-box, а именно Eomes и Brachyury. Эти факторы отвечают за «включение» генетических программ дифференцировки для всех клеток мезо- и энтодермы. Одновременно эти T-box факторы действуют как репрессоры генов, предотвращая образование нервной ткани путём подавления соответствующих генетических программ. Этот процесс включает изменения в структуре, но не в содержании генетической информации в ядре клетки.

«Результаты исследования представляют собой решающий шаг к пониманию базовых механизмов того, как клетки обретают свою будущую идентичность в процессе развития», — говорит Арнольд. Они также позволяют проводить дальнейшие исследования о том, как клеточная идентичность постоянно кодируется в клетке.