logo

Пользовательского поиска

Thursday 22nd of February 2018

От эмбриональной стволовой клетки до кардиомиоцита: составлена геномная карта сердца

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
19.09.2012 20:34

 

Изучая модификации хроматина – структуры из ДНК и гистоновых белков – биологи MIT идентифицировали генетические области, регулирующие развитие клеток сердца.

Изучая модификации хроматина – структуры из ДНК и гистоновых белков – биологи MIT идентифицировали генетические области, регулирующие развитие клеток сердца. (Рис. Wikipedia/Zephyris)


Судьба эмбриональных стволовых клеток, способных стать любым типом клеток организма, определяется сложным взаимодействием генов, белков, связывающихся с ДНК, и молекул, которые модифицируют эти гены и белки.


В новой статье, опубликованной он-лайн в журнале Cell, биологи Массачусетского технологического института (Massachusetts institute of technology) и Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California at San Francisco) описали, как эти взаимодействия управляют трансформацией эмбриональных стволовых клеток в зрелые клетки сердца кардиомиоциты. Исследование, впервые отслеживающее дифференциацию клеток сердца во временном аспекте в таких подробностях, может помочь ученым лучше понять, как определенные мутации приводят к врожденным порокам сердца, а также создать искусственную сердечную ткань.

«Мы надеемся, что информация, которую мы смогли извлечь из нашего исследования, поможет достичь нового понимания развития сердца, а также откроет возможность использования клеток, выращенных в пробирке, для замены клеток сердца, потерянных в процессе старения и как результат заболевания», - говорит руководитель исследования Лори Бойер (Laurie Boyer), адъюнкт-профессор биологии MIT.

Лаборатория доктора Бойера занимается изучением организации ДНК и регуляции экспрессии генов, позволяющей создавать все многообразие клеток, составляющих организм человека.

Внутри клетки ДНК обернута вокруг белков, называемых гистонами, которые в значительной степени определяют, какие гены доступны для считывающих механизмов в каждый момент времени. Гистоны могут быть помечены различными химическими метками, которые влияют на доступность того или иного участка ДНК.

«Эти модификации вызывают структурные изменения, которые могут выступать в качестве сайтов связывания с другими факторами», - объясняет Джо Вомстад (Joe Wamstad), постдокторант лаборатории доктора Бойера и один из ведущих авторов статьи в Cell. Это может сделать ДНК более или менее доступной для воздействия со стороны других факторов, гарантирующих, что тот или иной ген не экспрессируется в ненужное время».

Вомстад и его коллеги установили, что в процессе дифференциации эмбриональной стволовой клетки паттерны модификации гистонов быстро изменяются. Более того, эти паттерны позволяют выявить гены, экспрессирующиеся на различных этапах дифференциации, а также управляющие этими генами регуляторные элементы.

Клетки сердечной мышцы, выращенные в лаборатории, могут быть использованы для моделирования и изучения различных заболеваний, поражающих человеческое сердце. На снимке красным окрашен белок, участвующий в сокращении.

 

Клетки сердечной мышцы, выращенные в лаборатории, могут быть использованы для моделирования и изучения различных заболеваний, поражающих человеческое сердце. На снимке красным окрашен белок, участвующий в сокращении. (Фото: childrenshospital.org)

 

 

 

 

Чтобы установить эти паттерны, ученые вырастили мышиные эмбриональные стволовые клетки и обработали их белками и ростовыми факторами, индуцирующими их дифференциацию в клетки сердца. В этой линии развития можно выделить четыре этапа – от эмбриональных стволовых клеток до полностью дифференцированных кардиомиоцитов, составляющих сердечную мышцу. Используя высокопроизводительную технологию секвенирования, исследователи провели анализ модификации гистонов и выявили экспрессирующиеся гены на каждом из четырех этапов дифференциации.

Сравнение паттернов модификации с активностью генов в конкретный момент времени позволило идентифицировать группы генов с родственными функциями. Кроме того, были выявлены регуляторные области, расположенные далеко от контролируемых ими генов. Многие из этих областей расположены в участках ДНК, которая ранее считалась «мусорной». Недавние исследования показали, что большая часть «мусорной» ДНК на самом деле играет важную роль в регуляции экспрессии генов.

«Мы начинаем связывать гены с активирующими их регуляторными элементами и рисовать картину молекулярной сети, осуществляющей контроль над этими специфическими для сердца программами и приводящей их в действие – элементами ДНК, важными для включения всех генов, необходимых для образования клетки сердца», - комментирует цели и результаты своей работы Вомстад.

Кроме того, исследователи идентифицировали факторы транскрипциибелки, инициирующие экспрессию генов, – которые, очевидно, совместно работают в регуляторных областях, управляя транскрипцией важных для развития сердца генов. Дефекты во многих из транскрипционных факторов связываются учеными с врожденными пороками сердца.

Секвенирование генома уже выявило генетические вариации, которые более часто встречаются у людей с врожденными пороками сердца или сердечно-сосудистыми заболеваниями. Данные, полученные в этом исследовании, должны помочь понять, почему эти вариации приводят к таким заболеваниям.

Кроме того, по мнению Ричарда Ли (Richard Lee), профессора медицины Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School) и научного сотрудника Гарвардского института стволовых клеток (Harvard Stem Cell Institute), полученные результаты могут помочь в создании клеток сердца для использования в регенеративной медицине.

В настоящее время ученые ищут другие комбинации факторов транскрипции, участвующих в контроле над дифференциацией стволовых клеток в сердечные. Кроме того, они изучают изменения в выявленных ими регуляторных последовательностях с целью выяснить, как эти последовательности приводят к врожденным пороком сердца или определяют предрасположенность к возрастным сердечно-сосудистым заболеваниям.

 

 

По материалам

Probing matters of the heart

 

5

 

Оригинальная статья:

Joseph A. Wamstad, Jeffrey M. Alexander, Rebecca M. Truty, Avanti Shrikumar, Fugen Li, Kirsten E. Eilertson, Huiming Ding, John N. Wylie, Alexander R. Pico, John A. Capra, Genevieve Erwin, Steven J. Kattman, Gordon M. Keller, Deepak Srivastava, Stuart S. Levine, Katherine S. Pollard, Alisha K. Holloway, Laurie A. Boyer, Benoit G. Bruneau. Dynamic and Coordinated Epigenetic Regulation of Developmental Transitions in the Cardiac Lineage

 

© «От эмбриональной стволовой клетки до кардиомиоцита: составлена геномная карта сердца». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки. Письменное разрешение обязательно.

 

 

Еще о стволовых клетках


Перепрограммирование клеток: идентифицированы новые маркеры плюрипотентности

Открытие сигнатуры перепрограммирования поможет устранить препятствия в использовании стволовых клеток в регенеративной медицине

Найден белок, определяющий судьбу клеток радиальной глии

Установлено значительное сходство индуцированных плюрипотентных стволовых и раковых клеток

Ученые остановили возрастную потерю мышечной массы у мышей

Найден ключ к восполнению возрастной потери мышечной массы

Рак и старение связаны дисфункцией стволовых клеток

Субпопуляция макрофагов поддерживает молодость кроветворных стволовых клеток

Раковые стволовые клетки неохотно специализируются в низкокислородной среде

Из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток получена хрящевая ткань

 

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday123
mod_vvisit_counterYesterday1139
mod_vvisit_counterThis week3579
mod_vvisit_counterLast week4262
mod_vvisit_counterThis month13121
mod_vvisit_counterLast month16243
mod_vvisit_counterAll days3934477

We have: 28 guests online
Your IP: 54.163.53.153
 , 
Today: Фев 22, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.