Впервые ученые полностью стерли память клетки, прежде чем превратить ее в стволовую клетку

Ученые уже нашли способ преобразовывать человеческие клетки в новые формы, используя специальную смесь химических веществ, чтобы превратить скромные клетки кожи в устойчивые ткани, известные как индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.

Несмотря на новую жизнь, эти специфические клетки все еще сохраняют некоторые генетические напоминания о том, что они были зрелой тканью, что влияет на их использование в качестве чистого листа.

Теперь международная группа исследователей проделала еще лучшую работу: нашла новый способ очистить память клетки, чтобы ее можно было лучше перепрограммировать в стволовую клетку.

Однако все это может звучать как молекулярная магия. Включая плюрипотентные стволовые клетки ИПСК, как их называют, используются в медицинских исследованиях для моделирования заболеваний и разработки методов лечения с 2006 года.

Открытие двух японских ученых открыло новую область регенеративной медицины, в которой эмбриональные стволовые клетки могут быть созданы из нормальных клеток взрослого человека с использованием ряда факторов перепрограммирования.

тот Перспективы ИПСК огромныПоскольку они могут распространяться бесконечно и давать начало любому другому типу клеток в организме, ИПСК являются не только невероятно полезными инструментами для изучения болезней. Это также служит ступенькой на пути к индивидуальности. Клеточная терапияКоторый может заменить поврежденную или больную ткань.

В лаборатории ученые использовали iPS-клетки для выращивания сердечной ткани, которая бьется как настоящие клетки сердца, и создания мини-копий органов, называемых органеллами.

ИПСК также дали нам беспрецедентное понимание основ деления клеток и нейродегенеративных заболеваний, таких как Болезнь Альцгеймера И Заболевания двигательных нейронов.

Но процесс формирования ИПСК не идеален: некоторые клетки сохраняют эпигенетические модификации, примененные к их ДНК в их дифференцированном состоянии, или даже претерпевают спонтанные изменения в этих эпигенетических «памятях», которые могут влиять на поведение клеток.

«Это может создать функциональные различия между плюрипотентными стволовыми клетками и эмбриональными стволовыми клетками, которые они должны имитировать, и специализированными клетками, которые позже произошли из них, что ограничивает их использование». Объяснять Автор исследования Райан Листер, геномный биолог из Университета Западной Австралии.

Поэтому Листер и его коллеги стремились понять, когда эти аномалии появляются во время перепрограммирования клеток и как избежать или стереть их и другие сохраняющиеся признаки.

Команда профилировала экспрессию генов по мере того, как клетки проходили процесс перепрограммирования, чтобы увидеть, какие гены были включены и когда.

Он окружает большую часть клеточной ДНК. Большие белки, называемые гистонамизащищая те части клеточного механизма, чья работа заключается в декодировании генов в белки.

В зависимости от того, где расположены гистоны, клетка может не реагировать на химические сигналы, посылаемые ей учеными, и в этом случае она несет в себе эпигенетическую память посредством процесса перепрограммирования.

Новый метод, называемый временным наивным (TNT) перепрограммированием, имитирует сброс клеточного генома, который происходит на очень ранних стадиях эмбрионального развития, как до, так и после имплантации одного и того же эмбриона в стенку матки.

В серии экспериментов на клетках исследователи объявиться Перепрограммирование TNT «эффективно стирает эпигенетическую память», особенно в густонаселенных регионах ДНК, но не удаляет другую важную информацию. запечатлен в геноме.

В результате перепрограммированные клетки стали больше походить на эмбриональные стволовые клетки как по функциям, так и на молекулярном уровне.

«Мы ожидаем, что перепрограммирование TNT установит новый стандарт клеточной терапии и биомедицинских исследований и значительно ускорит их прогресс». Он говорит Лестер.

«Он решает проблемы, связанные с индуцированными традиционными методами плюрипотентными стволовыми клетками, которые, если их не решить, могут иметь очень вредные последствия для клеточной терапии в долгосрочной перспективе». Добавлять Цзя Тан, автор исследования и клеточный биолог из Университета Монаша в Мельбурне.

Исследование было опубликовано в природа.