Вторник, 30 Январь 2018 19:38

Изменение всего одного гена превращает клетки кожи в стволовые

Автор  Мельникова Елена
Оцените материал
(1 Голосовать)

Исследователям из Института Глэдстоуна (Gladstone Institutes), США, удалось получить стволовые клетки из клеток кожи, активировав всего один ген с помощью технологии CRISPR. Инновационный метод, результаты которого опубликованы 18 января 2018 года в Cell Stem Cell, предлагает потенциально более простой путь получения ценного типа клеток и раскрывает важные сведения о процессе клеточного перепрограммирования.

«Это новый способ производства индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК), который принципиально отличается от метода их создания ранее», - говорит автор Шэн Дин (Sheng Ding), старший научный сотрудник Глэдстоуна. «В начале исследования мы и не предполагали, что это сработает, но мы хотели хотя бы попытаться ответить на вопрос: можно ли перепрограммировать клетку просто разблокировав специфический участок генома? И ответ - да».

Плюрипотентные стволовые клетки могут быть превращены практически в любой тип клеток в организме, что делает их ключевым терапевтическим ресурсом для заболеваний, не поддающихся традиционному лечению, таких как сердечная недостаточность, болезнь Паркинсона, слепота и пр. иПСК также являются отличной моделью для изучения заболеваний и важным инструментом для тестирования новых лекарственных препаратов на клетках человека.

В 2006 году старший исследователь Глэдстоуна Шинья Яманака (Shinya Yamanaka), доктор медицины, открыл способ получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, воздействуя на обычные клетки кожи четырьмя ключевыми белками. Эти белки, называемые факторами транскрипции, изменяют экспрессию генов, выключая гены, отвечающие за свойства клеток кожи, и включая гены, ответственные за «стволовость».

Ранее, основываясь на этой работе, Дин с коллегами создали иПСК, используя не факторы транскрипции, а добавляя в клетки коктейль химических веществ.

В новом исследовании они использовали ещё один способ превращения клеток кожи в стволовые, искусственно повышая экспрессию факторов транскрипции с помощью системы CRISPR-активации на базе модифицированного неактивного белка Cas9 (dCas9). При этом dCas9 использовали для транспорта активаторных или репрессорных белков к необходимому участку генома для управления экспрессией генов

«Располагая различными вариантами создания иПСК, учёным полезно столкнуться с проблемами или трудностями в одном из методов», - говорит Дин, который также является профессором фармацевтической химии в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. «Наш подход может привести к более простому способу создания иПСК или использоваться для прямого перепрограммирования клеток кожи в другие типы клеток, такие как клетки сердца или мозга».

CRISPR – мощный инструмент направленного манипулирования геномом, нацеленный на уникальную последовательность ДНК. Такая целевая последовательность либо удаляется, либо заменяется, либо временно включается или выключается.

Целью команды Дина были два гена, которые экспрессируются только в стволовых клетках и, как известно, являются неотъемлемой частью плюрипотентности: Sox2 и Oct4. Подобно факторам транскрипции, эти гены включают другие гены стволовых клеток и отключают те, которые связаны с различными типами зрелых дифференцированных клеток.

Исследователи обнаружили, что с помощью CRISPR они могут активировать Sox2 или Oct4 для перепрограммирования клеток. Фактически, они продемонстрировали, что достаточно активации всего одного регуляторного участка гена для того, чтобы вызвать естественную цепную реакцию, которая приводит к перепрограммированию клетки в иПСК.

Для сравнения, в стандартной методике применяется четыре транскрипционных фактора. Кроме того, один фактор обычно нацелен на тысячи геномных участков в клетке и изменяет экспрессию генов в каждом из них.

«Нас очень удивило то, что для изменения клетки достаточно одного сайта», - сказал Дин. «Теперь мы хотим понять, как данный процесс распространяется из одной точки на весь геном».

Прочитано 1841 раз
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии