Короткие теломеры препятствуют спецификации зародышевых клеток, активируя сигнальные пути MAPK и TGFβ

Функциональные теломеры защищают концы хромосом и играют ключевую роль в поддержании и дифференцировке стволовых клеток. Короткие теломеры негативно влияют на развитие зародышевых клеток и могут способствовать возрастному бесплодию.

Ученые из лаборатории стволовых клеток и биологии развития Нанкайского университета использовали мышей с дефицитом гена теломеразы Terc в качестве модели. Они показали, что короткие теломеры ограничивают спецификацию зародышевых клеток из клеток эпибласта, но способствуют дифференцировке в соматическую линию.

Спецификация зародышевых клеток — это процесс, противоположный соматической дифференцировке на ранних стадиях эмбрионального развития. С помощью анализа ATAC-seq и RNA-seq было установлено, что короткие теломеры повышают доступность хроматина, что усиливает сигнальные пути TGFβ и MAPK/ERK для дифференцировки соматических клеток.

Ключевым моментом является то, что повышенная экспрессия Fst в пути TGFβ подавляет сигнальный путь BMP4-pSmad, тем самым уменьшая образование зародышевых клеток. При этом удлинение теломер путем направленного нокаута гена Terc восстанавливает нормальную доступность хроматина, подавляет сигнальные пути TGFβ и MAPK и способствует образованию зародышевых клеток.

Таким образом, работа демонстрирует, что функциональные теломеры необходимы для спецификации зародышевых клеток, подавляя сигнализацию TGFβ и MAPK.

Исследование опубликовано в журнале Science China Life Sciences.