Перепрограммирование ядра клетки человека приближает процесс производства стволовых клеток

Мысль о том, чтобы взять зрелую клетки и удалить ее идентификацию (перепрограммировать ядро клетки человека), чтобы эта клетка потом смогла стать клеткой любого типа, весьма перспективна с точки зрения восстановления поврежденных тканей или замены костного мозга после химиотерапии. По горячим следам своего последнего выступления на вручении Нобелевской премии д-р Джон Б. Гердон опубликовано сегодня результаты исследования в журнале открытого доступа, выпускающемся корпорацией BioMed Central, «Epigenetics & Chromatin», доказывающие, что гистон H3.3, заложенный гистон-взаимодействующим белком HIRA, является основополагающим этапом обратного преобразования ядра клетки человека в мультипотенциальную форму, которая может стать клеткой любого типа.

Все клетки человека имеют одинаковые ДНК, но эти клетки программируются по мере взросления организма в клетки различных типов, таких как клетки сердца, легких или мозга. Для достижения этого различные гены более или менее постоянно выключены в каждой группе клеток. По мере роста эмбриона после определенного количества делений клетки, прошедшие определенную часть этого этапа, уже не могут стать чем-то другим. Например, клетки сердца не могут быть преобразованы в ткань легких, а мышечные клетки не могут преобразовываться в кости.

Одним из методов перепрограммирования ДНК является перенос ядра клетки человека в неоплодотворенную яйцеклетку. Белки и другие факторы внутри яйцеклетки изменяют ДНК, переключая некоторые гены во включенное и выключенное состояние до тех пор, пока она не станет похожа на ДНК мультипотенциальных клеток. Однако, похоже, существуют некоторые сложности в этом методе в отношении полного стирания „памяти“ клетки.

Одним из механизмов, регулирующим активацию генов, является хроматин и, в частности, гистоны. ДНК обернута вокруг гистонов, и изменения того, каким образом ДНК обернута вокруг них, изменяют набор генов, присутствующих в клетке. Для того, чтобы понять, каков принцип действия перепрограммирования ядра клетки человека, группа доктора Гердона пересадила ядро клетки мыши в яйцеклетку лягушки (Xenopus laevis). Они добавили флуоресцентно маркированные гистоны методом микроинъекции, чтобы можно было видеть, где в клетке и ядре накапливаются данные гистоны.

Профессор Гердон объяснил: „Используя микроскопию в режиме реального времени, стало очевидно, что с 10 часов и далее H3.3 (гистон, связанный с активными генами), экпрессированный в яйцеклетке, встроился в пересаженное ядро. Когда мы подробнее рассмотрели ген Oct4, который, как известно, участвует в том, чтобы клетка стала мультипотенциальной, мы обнаружили, что H3.3 оказался встроен в Oct4, и что это совпало с моментом начала транскрипции из гена“. Группа профессора Гердона также обнаружила, что Hira, белок, необходимый для включения H3.3 в хроматин, также необходим для перепрограммирования ядра клетки.

Вопросы, ответы, комментарии