Клеточную «профессию» научились менять одним геном
Клетки червя до (вверху) и после перепрограммирования (в середине и внизу), покрашенные флюоресцентными красителями.Фото: Misty R. Riddle
Ученые из США и Новой Зеландии обнаружили, что полностью дифференцированные клетки могут поменять свою специализацию благодаря искусственному включению всего одного белка, ELT-7. Исследование опубликовано в журнале Development, кратко о нем можно прочитать в пресс-релизе Калифорнийского университета.
Работа проводилась на круглых червях Caenorhabditis elegans, у которых клеточная специализация соблюдается даже более строго, чем у высших позвоночных — тело каждого взрослого червя содержит одинаковое число клеток, каждая из которых выполняет четко отведенные функции.
Ученые ввели в клетки «гортани» червя генетическую конструкцию, которая заставила их синтезировать белок ELT-7. Этот транскрипционный фактор связывается с управляющими участками многих генов и стимулирует их работу. В результате синтеза ELT-7 клетки теряли свою специализацию и превращались в клетки кишечного эпителия — смену «профессии» подтвердили как микроскопические наблюдения, так и биохимический анализ. При этом специализация до и после обработки отличались достаточно сильно — два типа клеток относятся к разным зародышевым листкам и разделяются уже на самых ранних стадиях эмбриогенеза.
Смена специализации у терминально дифференцированных клеток долгое время считалась невозможной. В начале 2000-х годов группе Синъя Яманаки удалось получить индуцированные стволовые клетки (iPS), введя в соматические клетки конструкцию из четырех генов: Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc. В 2009 году та же группа смогла перепрограммировать клетки введением временной генетической конструкций на плазмиде. Летом 2013 года ученые смогли обойтись вовсе без введения ДНК за счет специально подобранного коктейля химических веществ, а недавно перепрограммирования клеток удалось добиться просто за счет выращивания на специальной структурированной подложке. Тем не менее, транспрограммирование, то есть смена клеткой двух специализаций, а не полная потеря специализации (как при получении iPS) пока остается областью существенно менее изученной.
