Молекулы, ответственные за транскрипционный барст
Новое понимание причин, по которым соседние генетически идентичные стволовые клетки эмбрионов мыши ведут себя по-разному в плане производимых белков, может иметь значение для регенеративной медицины и раннего обнаружения рака.
- Клетки производят белки, начиная с транскрипции ДНК в матричную РНК (mRNA).
- На уровне одной клетки этот процесс происходит рывками, а не плавно — это явление называют транскрипционным барстом.
- Именно он частично объясняет, почему клетки с одинаковой ДНК в одной среде отличаются друг от друга.
Исследователи из RIKEN и Хиросимского университета, проанализировав mRNA отдельных эмбриональных стволовых клеток мыши, выявили ключевые белки, регулирующие кинетику барста.
Ключевое открытие:
- Контроль осуществляется комбинацией факторов, связывающихся с промотерами и телом гена, включая поликомб-репрессивный комплекс 2 (PRC2) и факторы элонгации транскрипции.
- Это опровергает популярную теорию о существовании единого «главного регулятора» процесса.
Методология:
Открытие стало возможным благодаря высокочувствительному и воспроизводимому методу анализа mRNA одиночных клеток, разработанному командой в 2018 году.
Потенциальные применения:
- Регенеративная медицина: Помощь в разработке эффективных методов направленной дифференцировки плюрипотентных стволовых клеток (например, человеческих iPS-клеток).
- Онкология: Исследование происхождения и эволюции рака, связанной с клеточной гетерогенностью без генетических мутаций. Это может привести к созданию методов диагностики для раннего обнаружения рака.