Учёные выявили ключевые ранние этапы превращения стволовых клеток в специализированные

Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре расшифровали некоторые из самых ранних изменений, которые происходят до того, как стволовые клетки превращаются в нейроны и другие типы клеток. Работа проводилась с человеческими эмбриональными стволовыми клетками in vitro.

Открытие новой оси PAN

Постдокторант Дживон Чанг обнаружил новый путь, играющий ключевую роль в дифференцировке клеток, который был назван осью PAN (Primary cilium, Autophagy Nrf2). Эта ось определяет окончательную форму стволовой клетки.

Роль фазы G1

Ключевым открытием стала роль удлинённой фазы Gap 1 (G1) клеточного цикла:

• Удлинение G1 запускает превращение стволовых клеток в нейроэктодерму (предшественницу клеток мозга).
• Во время этой удлинённой фазы на клетках образуются первичные реснички — антенноподобные выросты, воспринимающие сигналы среды.
• Реснички активируют систему утилизации клеточного "мусора" — процесс аутофагии.

Важность фактора Nrf2

Важным компонентом оси является фактор Nrf2, который защищает клетку от опасных молекул, например, свободных радикалов. Исследование показало, что уровень Nrf2 начинает снижаться уже во время удлинённой фазы G1, что раньше, чем предполагалось.

Значение открытия

Как отметил старший автор работы Кеннет С. Косик, это открытие даёт фундаментальное понимание того, как стволовые клетки начинают дифференцировку. "Судьба клетки контролируется удлинением G1, которое увеличивает время экспозиции ресничек для восприятия сигналов окружающей среды. Это одна крутая концепция", — пояснил Дживон Чанг.

Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.