26 Марта 2010

Бессмертие и вечную молодость обеспечивают цинковые пальцы

Исследователи Национального института старения США установили, что ключевую роль в способности мышиных эмбриональных стволовых клеток к самообновлению играет ген Zscan4. Эти данные, опубликованные 24 марта в предварительной on-line версии журнала Nature в статье «Zscan4 regulates telomere elongation and genomic stability in ES cells», имеют большое значение для исследований, проводимых в областях старения, биологии стволовых клеток, регенеративной медицины и онкологии.

Белковый продукт этого гена – zinc finger protein 494 – относится к группе белков с так называемыми «цинковыми пальцами», известными своей способностью связываться со строго определенной последовательностью нуклеотидов в ДНК (подробнее см. в заметке «Генная терапия с помощью цинковых пальцев – просто, быстро, точно»).

Уникальность эмбриональных клеток обусловлена не только способностью к дифференцировке практически во все типы клеток организма, но и способностью к формированию неограниченного количества полноценных новых (дочерних) клеток. В отличие от них клетки других типов могут давать начало только ограниченному количеству поколений дочерних клеток, после чего теряют способность к нормальному функционированию. Отчасти это обусловлено тем, что защитные концевые участки их хромосом – теломеры – укорачиваются при каждом делении. При достижении теломерами критической длины клетка, как правило, погибает, вступает в фазу физиологического старения или начинает делиться с формированием аномальных клеток.

До сих пор механизмы, лежащие в основе бессмертия эмбриональных стволовых клеток, оставались загадкой для специалистов. Согласно доминирующей в настоящее время теории «самообновления», дочерние клетки, получающиеся при делении эмбриональных, являются точными копиями (что касается и длины теломер) родительских клеток. Однако, на основании полученных ими данных, авторы пришли к выводу, что в действительности этому процессу больше подходят определения «омоложение» или «восстановление». Также, как и при делении любых других клеток, формирующиеся при делении эмбриональных дочерние клетки имеют более короткие теломеры. Однако в этих клетках включается экспрессия гена Zscan4 – синтез соответствующего белка, который как бы омолаживает их, возвращая клеткам их уникальные свойства.

Это омоложение заключается в восстановлении длины теломер с помощью механизма рекомбинации, когда более короткие теломеры взаимодействуют с более длинными, что обеспечивает увеличение их длины. После этого происходит инактивация гена Zscan4. Этот ген активируется не при каждом делении клетки, и только около 5% клеток эмбриона экспрессируют его в каждый отдельно взятый момент времени.


Слева – хромосомы с окрашенными теломерами в ядре клетки с «молчащим» геном Zscan4,
справа – хромосомы в клетке, в которой экспрессия этого гена повышена.

В настоящее время исследователи занимаются поисками аналогичных механизмов, обеспечивающих способность к неограниченному делению человеческих эмбриональных стволовых клеток.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily: Newly Discovered Gene Explains Mouse Embryonic Stem Cell Immortality.

25.03.2010

Нашли опечатку? Выделите её и нажмите ctrl + enter Версия для печати

Статьи по теме