Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Лазер для дифференцировки эмбриональных стволовых клеток

Судьбой стволовых клеток научились управлять с помощью лазера


Американские молекулярные биологи научились управлять развитием эмбриональных стволовых клеток при помощи импульсов света, заставляя их превращаться в нейроны или другие типы «взрослых» клеток в нужный момент времени. Их выводы были опубликованы в журнале Cell Systems (Sokolik et al., Transcription Factor Competition Allows Embryonic Stem Cells to Distinguish Authentic Signals from Noise), и о них кратко рассказывает сайт университета Калифорнии в Сан-Франциско (UCSF Researchers Control Embryonic Stem Cells With Light).

Помимо этого, Мэттью Томпсон (Matthew Tompson) из университета Калифорнии и его коллеги раскрыли еще одну любопытную особенность из жизни и работы стволовых клеток – оказалось, что они оборудованы своеобразным «таймером» и системой фильтрации сигналов, которые защищают их от произвольного превращения в заготовки взрослых тканей из-за сигнальных молекул, случайно попавших в их окрестности.

Данное открытие одновременно разрешает загадку того, почему стволовые клетки остаются стабильными во время развития эмбриона, несмотря на «несанкционированные» спорадические включения генов роста, и может помочь ученым научиться лучше управлять превращением их культур в органы и ткани.

Группа Томпсона раскрыла все это, экспериментируя с эмбриональными стволовыми клетками, извлеченными из зародышей мышей, чей геном был модифицирован таким образом, что один из генов роста в них можно было включить при помощи импульсов лазера синего цвета. Данный ген – BRN2 – содержит в себе генетические «инструкции», включающие программу превращения стволовых клеток в нейроны и нервную ткань.


Стволовые клетки, облучаемые синим светом. Изображение: Elizabeth Mooney

Экспериментируя с культурами этих клеток, ученые заметили нечто крайне необычное. К их удивлению, клетки реагировали на импульсы света далеко не сразу, а через некоторое время. Длина этой задержки зависела от силы и продолжительности облучения – если клетки «подсвечивались» недостаточно долго или сильно, то тогда они вообще не реагировали на команды ученых.

Томпсон и его команда раскрыли работу этого клеточного «секундомера», используя набирающую популярность систему редактирования генома – CRISPR/Cas9. С ее помощью исследователи пометили ген NANOG, главный «тормоз» превращения стволовых клеток в другие ткани. К последовательности NANOG присоединили участок ДНК, кодирующий флюоресцентный белок-метку. Это позволило ученым с помощью микроскопа следить за тем, как стволовая клетка принимает решение – превращаться или не превращаться в зрелую клетку, и где в этот момент преимущественно находится «секундомер».

Как оказалось, nanog действительно работает «таймером» – при облучении клетки светом его концентрация начинает падать, пока она не достигает критической отметки, когда запускаются механизмы дифференциации и стволовая клетка начинает свое превращение в заданный зрелый тип клеток. Если же облучение прекращается, то число молекул белка быстро растет до прежних уровней, и программа превращения в нейроны не запускается.

Томпсон надеется, что открытие этой системы и «подключение» оптической сигнальной системы к стволовым клеткам поможет реализовать его мечту – выращивание трехмерных органов из «супа» стволовых клеток. Для этого потребуется научить стволовые клетки распознавать лучи света разных цветов, каждому из которых будет соответствовать программа на превращение в отдельный тип ткани.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
26.08.2015

Читать статьи по темам:

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

Читать также:

Лечение макулодистрофии: еще одно доказательство безопасности ЭСК

Корейские биотехнологи подтвердили безопасность лечения дистрофии сетчатки с использованием эмбриональных стволовых клеток.

читать

Волосы из стволовых клеток прижились на шкуре мышей

Сейчас разработчики метода планируют приступить к следующему этапу исследований и попробовать трансплантировать полученные клетки дермальной папиллы в организм человека.

читать

Паркинсоникам помогут эмбриональные стволовые клетки?

Дофаминэргические нейроны из человеческих ЭСК заработали в мозге крыс и восстановили их двигательные функции. Авторы надеются, что успех доклинических испытаний позволяет планировать начало клинических исследований.

читать

Насколько безопасна трансплантация ЭСК?

Эффективность и безопасность трансплантации дифференцированных человеческих эмбриональных стволовых клеток впервые продемонстрирована в клиническом исследовании.

читать

Остаться плюрипотентными стволовым клеткам помогает онкогенный белок

Белок, связанный с развитием нескольких видов рака, по-видимому, играет ключевую роль в сохранении стволовых клеток в плюрипотентном состоянии.

читать