Американские исследователи изучили функциональность генов эмбриональных стволовых клеток человека (hESC). Они выявили сети регуляции генов, которые ответственны и за плюрипотентность клеток, и за их готовность к апоптозу. Статья, написанная учеными из Гарвардской медицинской школы и клиники «Brigham and Women’s», опубликована в журнале Genes & Development.
На ранней стадии эмбрионального развития человека за рост и дифференциацию клеток отвечают эмбриональные стволовые клетки. Они обладают плюрипотентностью — это означает, что впоследствии они дифференцируются во все три типа зародышевых листков (эндодерма, мезодерма, экзодерма). Именно hESC являются предшественниками всех типов человеческих клеток. По этой причине hESC представляют большой интерес для специалистов в области биологии развития и регенеративной медицины. Ранее уже были идентифицированы некоторые гены hESC, однако только недавно ученые начали изучать взаимодействия сетей генов.
В своем эксперименте ученые провели масштабный скрининг генома, для которого отключили около 18 тыс. генов и спровоцировали излишнюю экспрессию 12 тыс. генов. Это помогло исследователям обнаружить, что особую роль в клетках hESC играют гены, которые отвечают за плюрипотентность. Когда ученые удалили эти гены, в числе которых оказались гены OCT4 и SOX2, то стволовые клетки не спешили умирать. На основе этого можно сделать вывод о том, что гены, отвечающие за плюрипотентность, так или иначе связаны с переходом к апоптозу — программируемой смерти клеток. Благодаря этому, если стволовая клетка оказывается поврежденной, она уничтожается на раннем этапе эмбрионального развития, до того, как ее дефект мог бы сказаться на функционировании будущих клеток и тканей.
Особенно наглядным примером оказался регулятор плюрипотентности — комплекс SAGA. Ученые впервые показали, что клетки оказывались более устойчивыми к смерти в отсутствие этого комплекса. Кроме того, когда комплекс SAGA не функционировал, замедлялось развитие трех зародышевых листков. Следовательно, комплекс SAGA занимает центральное место в жизнедеятельности hESC. Наконец, ученые также обнаружили, что ряд генов, регулирующих развитие зародышевых листков, также провоцируют рост раковых опухолей при их недостаточной или избыточной экспрессии в соматических клетках.
«Генетический скрининг предоставил замечательную возможность выяснить, как сети генов влияют на такие взаимосвязанные клеточные процессы, как рост, дифференциация и выживание, — рассказала Камила Наксерова, главный автор статьи. — Такой подход может помочь специалистам в регенеративной биологии и биологии развития исследовать сети генов, которые участвуют в формировании конкретных тканей. Они смогут манипулировать этими генами, чтобы более эффективно выращивать различные ткани человека из стволовых клеток».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
