Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Biohacking
  • Био/​мол/​текст
  • Vitacoin

Генетическая регуляция плюрипотентности стволовых клеток (продолжение)

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) имеют так называемый, минимальный фенотип и минимум рецепторов и программ для взаимодействия с микроокружением. Показано, что в пролиферирующих ЭСК экспрессировано лишь 5% из почти полутысячи генов, ответственных за транссигнализацию. Расшифровка молекулярных механизмов плюрипотентности стволовых клеток принадлежит к числу наиболее «горячих» точек современной молекулярной и клеточной биологии. Список генов, участвующих в поддержании состояния плюрипотентности, с каждым исследованием увеличивается, включая как внутриклеточные, так и поверхностные маркёры. Так, изучение экспрессии генов в эмбриональных стволовых клетках мыши в сравнении с дифференцированными клетками позволило изолировать специфический ген ESG1. Как OCT4, SOX2 и NANOG, ген ESG1 играет важную роль в установлении и поддержании состояния плюрипотентности. Хотя проявление всех указанных генов приурочено к ранним стадиям развития эмбриона и формирования зародышевых половых клеток, профиль их экспрессии не идентичен друг другу. Например, инициация гена NANOG наблюдается при формировании морулы, в то же время ESG1 экспрессируется в течение всего преимлантационного периода развития эмбриона. Экспрессия OCT4 также имеет свои отличительные от ESG1 черты. Дальнейшие исследования с использованием метода кДНК показали, что в развивающихся примордиальных зародышевых клетках (primordial germ cells - PGC) указанные гены функционируют в различное время: У мышей ESG1 специфически экспрессируется на стадии преимплантации эмбриона, в стволовых клетках и линии первичных половых клеток. Функционируя до стадии формирования гонад, ESG1 затем выключается аналогично гену OCT4. В культуре эмбриональных стволовых клеток человека коэкспрессия генов ESG1, SOX2 и OCT4 происходит аналогично, хотя в некоторых клеточных линиях экспрессия ESG1 отсутствует. Эти данные указывают на существование консервативной регуляции плюрипотентности у мышей и человека.

Важная регуляторная роль указанных генов была продемонстрирована в экспериментах по репродуктивному и терапевтическому клонированию мышей. Репродуктивное клонирование завершается рождением животных, подобных овечке Долли. При терапевтическом клонировании пересадка ядер соматических клеток в ануклеированную яйцеклетку и последующее выращивание зародыша проводят только с целью получения индивидуальных стволовых клеток. В ходе исследования учёные тестировали зародыши мыши на присутствие гена OCT4. Если у зародыша обнаруживалась активность OCT4, то это означало, что в ядре донора, в котором первоначально эта активность отсутствовала, произошли необходимые для формирования зародыша изменения. Оценивая уровень активности OCT4, исследователи выяснили, что при клонировании только в 34% случаев активность OCT4 регистрируется в необходимых местах зародыша в течение первых (самых важных) дней развития. Сравнение зародышей, полученных при помощи клонирования и экстракорпорального оплодотворения, показало, что в первом случае (при клонировании) уровень активности OCT4 был значительно ниже. Полученные данные показали, что тестирование клонов на активность OCT4 на ранних стадиях развития поможет отобрать только жизнеспособные зародыши, из которых можно вырастить стволовые клетки, пригодные для терапевтического применения.

Другой важной характеристикой ЭСК в культуре является практически неограниченный потенциал пролиферации. С использованием линий нокаут-мышей было показано, что эта фенотипическая особенность осуществляется при связывании трёх цитокинов (LIF, SCF, IL-6) со сложным гетеродимерным рецептором и последующей передачей сигнала при участии gp-130 и Stat-3 на комплекс генов, контролирующих митоз клеток. При этом на уровне хроматина ДНК Stat-3 взаимодействует с промотором c-fos.

Кроме того, в исследовании, проведённом американскими учёными на линии зародышевых стволовых клеток Drosophila melanogaster, было продемонстрировано участие микроРНК (microRNA) в регуляции деления стволовых клеток. У мутантов с нарушенным процессингом микроРНК происходила задержка клеточного деления при переходе от стадии G1 к стадии S клеточного цикла. Авторы считают, что микроРНК может быть частью механизма, который делает стволовые клетки нечувствительными к внешним сигналам, которые обычно останавливают деление клетки.

Выяснение молекулярно-генетических механизмов сохранения и поддержания индивидуальности стволовых клеток является залогом становления и развития регенеративной медицины. Такого рода открытия позволят выяснить механизмы гибели клеток и развития различных заболеваний. В конечном счёте, это позволит разработать методы целевой терапии для восстановления повреждённых тканей и лечения различных недугов.

Читать статьи по темам:

экспрессия генов эмбриональные стволовые клетки Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Просто расслабьтесь!

По словам авторов, изменения активности тех же самых генов ранее наблюдались при таких состояниях, как посттравматический стресс, однако наблюдаемые при релаксации изменения имеют противоположно направленный характер и более выражены у людей, в течение длительного времени практикующих методы релаксации.

читать

Сиртуины продлевают жизнь, но повреждают нейроны

В некоторых случаях гиперэкспрессия белков семейства сиртуинов (sirtuins, Sir2), известных благодаря способности замедлять старение, вызывает окислительные повреждения клеток мозга.

читать

40-я Европейская конференция по генетике человека

40-я ежегодная конференция по генетике человека (40th European Human Genetics Conference, ESHG 2008) проходила в городе Барселона, Испания с 31 мая по 3 июня 2008 года.

читать

Здоровый образ жизни защищает от рака, меняя активность генов

Здоровый образ жизни значительно изменяет экспрессию сотен генов. Активность большого количества генов, в том числе нескольких, участвующих в формировании опухолей, снижается, в то время как работа других генов, в том числе нескольких вовлеченных в борьбу с различными заболеваниями, заметно активизируется.

читать

Раковые клетки: найти и обезвредить!

Исследователи из Сеульского национального университета разработали метод генотерапии рака с помощью введения в клетки опухоли гена, белковый продукт которого отслеживает и уничтожает раковые клетки, повышая способность клеточной мембраны абсорбировать йод и его радиоактивный изотоп. Для улучшения визуализации раковых клеток также вводился ген-репортер, запускающий синтез флуоресцирующего белка при экспрессии терапевтического гена.

читать