Перепрограммирование стволовых клеток: новый метод
Быстрый и всеобъемлющий метод определения функции генов может значительно улучшить понимание широкого спектра заболеваний, таких как болезни сердца, печени и рак.
Метод использует стволовые клетки с одним набором хромосом (гаплоидные), вместо двух наборов, чтобы выявить, что заставляет "генетические цепи" стволовых клеток перестраиваться при начале процесса превращения в другие типы клеток (дифференцировка).
Эмбриональные стволовые клетки полагаются на особую генную цепь, чтобы сохранять исходное, недифференцированное состояние (самовозобновление). Разборка этой цепи позволяет начать дифференцировку, но механизм плохо изучен.
Исследователи из Кембриджского института стволовых клеток Wellcome Trust-MRC разработали технику, которая выявляет факторы, управляющие дифференцировкой, включая многие ранее неизвестные. Метод описан в журнале Cell Stem Cell.
Проблема с двумя наборами хромосом
Клетки млекопитающих содержат два набора хромосом (от матери и отца). Это усложняет изучение функции генов: наличие двух копий каждого гена делает установление связи между генетическим изменением и его физическим эффектом (фенотипом) крайне сложным.
Решение: гаплоидные стволовые клетки
Доктор Мартин Лив, в сотрудничестве с профессором Остином Смитом, использовал неоплодотворённые яйцеклетки мыши для создания эмбриональных стволовых клеток с одним набором хромосом. Эти гаплоидные клетки сохраняют все характеристики обычных стволовых клеток и полный потенциал развития.
Как работает метод
- Создание мутаций: Учёные использовали транспозоны ("прыгающие гены") для внесения мутаций почти во все гены.
- Мгновенный эффект: В гаплоидных клетках эффект мутации виден сразу, так как нет второй копии гена.
- Широкое применение: Поскольку эмбриональные стволовые клетки могут превращаться почти в любой тип клеток, метод можно использовать для исследования множества состояний.
- Быстрая идентификация: Мутации с важным биологическим эффектом затем быстро отслеживаются до конкретных генов с помощью секвенирования ДНК нового поколения.
Значение
"Это мощный и революционный новый инструмент для изучения работы генетических цепей", — заявил доктор Лив. "Разработанные нами клетки и методология могут быть применены к огромному спектру биологических вопросов".