Учёные перепрограммировали эмбриональные стволовые клетки, расширив их потенциал

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли нашли способ перепрограммировать эмбриональные стволовые клетки мыши так, чтобы они демонстрировали характеристики развития, сходные с оплодотворённой яйцеклеткой, или зиготой.

Эти «тотипотентно-подобные» стволовые клетки способны генерировать не только все типы клеток развивающегося эмбриона, но и типы клеток, которые обеспечивают обмен питательными веществами между эмбрионом и матерью.

Пока новые линии стволовых клеток помогут учёным понять первые молекулярные решения, принимаемые в раннем эмбрионе. В конечном счёте эти открытия могут расширить репертуар тканей, которые можно генерировать из стволовых клеток, что имеет серьёзные последствия для регенеративной медицины и клеточной терапии.

Тотипотентность и микроРНК

Оплодотворённая яйцеклетка обладает полным потенциалом развития, способным генерировать все типы клеток, необходимые для развития эмбриона, включая сам эмбрион и его внеэмбриональные ткани (например, плаценту и желточный мешок). Эта способность называется «тотипотентностью».

Большинство эмбриональных (ES) и индуцированных плюрипотентных (iPS) стволовых клеток более ограничены в своём потенциале и не могут формировать внеэмбриональные ткани.

Исследователи обнаружили, что микроРНК под названием miR-34a действует как «тормоз», предотвращающий образование ES и iPS клетками внеэмбриональных тканей. Когда эту микроРНК генетически удалили, оба типа клеток смогли расширить свои возможности и начали генерировать как клетки эмбриона, так и клетки плаценты и желточного мешка.

В экспериментах около 20% эмбриональных стволовых клеток, лишённых микроРНК, проявили расширенный потенциал. Этот эффект мог сохраняться до месяца в культуре клеток.

«Что совершенно удивительно, так это то, что манипуляция всего одной микроРНК смогла значительно расширить возможности выбора пути развития эмбриональных стволовых клеток», — сказала руководитель исследования Линь Хэ.

Связь с ретротранспозонами

В исследовании также была обнаружена неожиданная связь между miR-34a и определённым классом мышиных ретротранспозонов. Долгое время считавшиеся «мусорной ДНК», ретротранспозоны могут быть тесно связаны с принятием решений на ранних стадиях развития эмбриона.

Исследование было опубликовано онлайн 12 января в журнале Science.