Белок Tet1 возвращает стволовым клеткам свойство плюрипотентности

Два мышиных эмбриона на стадии бластоцисты. Слева – контрольный эмбрион, справа – с одной из двух клеток, лишенной белка Tet1 на стадии двух клеток. (Фото: med.unc.edu)

Возьмите клетку кожи пациента больного диабетом 1 типа. Удалите все, что делает ее клеткой кожи, затем перепрограммируйте так, чтобы выросла колония панкреатических бета-клеток. Имплантируйте эту колонию пациенту и voilà! Она будет производить свой собственный инсулин не хуже поджелудочной железы.

Такая персонализированная терапия – конечная цель большинства исследований стволовых клеток. Но для надежного достижения этой цели для лечения диабета и других болезней нужно сначала расшифровать целую сеть генов, белков и множество химических реакций.

Открытие, опубликованное в журнале Nature, приближают нас к распутыванию этой сложной сети. Биохимик из Университета Северной Каролины (University of North Caroline, UNC) Йи Чжан (Yi Zhang), PhD, и его коллеги установили, что белок Tet 1 помогает стволовым клеткам «обновляться» и становиться плюрипотентными – способными стать любым типом клеток организма.

«Этот белок может стать одним из компонентов коктейля для перепрограммирования специализированных клеток и возвращения их к недифференцированному эмбриональному состоянию, характерному для стволовой клетки», - говорит Чжан, почетный профессор биохимии и биофизики и научный сотрудник Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute). «Затем клетки можно дифференцировать в любой нужный вам тип». Профессор Чжан также состоит в штате Центра комплексного изучения рака Лайнбергера (Lineberger Comprehensive Cancer Center) при UNC.

Белок Tet есть и у людей, и у мышей. Наблюдая за тем, как Tet действует на колонии мышиных эмбриональных стволовых клеток, Чжан установил, что белок активирует ген, называемый Nanog, который помогает стволовым клеткам воспроизводиться и сохранять свою плюрипотентность.

«Для сохранения статуса эмбриональных стволовых клеток существует много важных генов», - говорит профессор Чжан. «Мы не сможем полностью понять всю систему до тех пор, пока не определим все ее важные части. С этой точки зрения мы открыли еще один фактор этой сети».

Помимо наблюдений за клеточными колониями ученые исследовали влияние Tet1 в «реальной жизни», проследив за развитием мышиного эмбриона, лишенного этого белка. Они установили, что если Tet1 удален из одной клетки двухклеточного эмбриона, то клетки, развившиеся из лишенной Tet1 клетки, проявляют склонность становиться клетками трофобласта, а не внутренней клеточной массой, из которой развиваются плюрипотентные стволовые клетки.

Скорее всего, белок Tet1 функционирует как фермент, поддерживающий ген Nanog в активном состоянии. Если ген активен, клетка сохраняет свою идентичность в качестве стволовой. Если же ген инактивирован, клетка начинает терять свойства «стволовости». Белок Tet1 выполняет свою функцию, регулируя изменение ДНК - один из типов эпигенетических изменений. Подобного рода эффекты известны как эпигенетические модификации, и именно они являются причиной того, что разные типы клеток организма выполняют различные функции, хотя все они созданы на основе одного и того же генетического кода. Все дело в том, какие гены активируются и когда эта активация происходит.

«Чем глубже мы поймем механизм модификации ДНК, тем лучше мы сможем определять судьбу клетки», - говорит профессор Чжан. В конце концом, располагая достаточной информацией о белке Tet и других факторах, «мы сможем использовать эти знания для перепрограммирования клеток – изменения их функций».

Исследование финансируется Национальным институтом здравоохранения (National Institutes of Health) и Медицинским институтом Говарда Хьюза.

По материалам

Unearthing King Tet: Key protein influences stem cell fate

Оригинальная статья:

Shinsuke Ito, Ana C. D^΄Alessio, Olena V. Taranova, Kwonho Hong, Lawrence C. Sowers & Yi Zhang. Role of Tet proteins in 5mC to 5hmC conversion, ES-cell self-renewal and inner cell mass specification

© «Белок Tet1 возвращает стволовым клеткам свойство плюрипотентности». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки.

Еще о стволовых клетках

Ученые установили новые особенности метилирования ДНК

Роль коротких РНК в репрессии генов в стволовых клетках

Ученые предлагают безопасный способ перепрограммирования клеток с помощью РНК

Дифференциация стволовых клеток определяется не только химическими факторами

Биологи открыли микроРНК, регулирующие функции стволовых клеток крови

Больным раком могут помочь микроРНК, увеличивающие число стволовых клеток крови

Ученые восстановили сердечную мышцу мышей методом прямого перепрограммирования клеток

Разработаны более совершенные поверхности для выращивания стволовых клеток

Впервые выделенные взрослые стволовые клетки молочной железы мышей помогут изучению рака груди

Ученые установили теснейшую связь между онкогеном Myc и сохранением стволовыми клетками свойства плюрипотентности