Белок Tet1 возвращает стволовым клеткам свойство плюрипотентности

Возьмите клетку кожи пациента больного диабетом 1 типа. Удалите все, что делает ее клеткой кожи, затем перепрограммируйте так, чтобы выросла колония панкреатических бэта-клеток. Имплантируйте эту колонию пациенту и voila! Она будет производить свой собственный инсулин не хуже поджелудочной железы.

Такая персонализированная терапия – конечная цель большинства исследований стволовых клеток. Но для надежного достижения этой цели для лечения диабета и других болезней нужно сначала расшифровать целую сеть генов, белков и множество химических реакций.

Открытие, опубликованное в журнале Nature, приближают нас к распутыванию этой сложной сети. Биохимик из Университета Северной Каролины (University of North Caroline – UNC) доктор философии И Чжан (Yi Zhang) и его коллеги обнаружили, что белок Tet 1 помогает стволовым клеткам «обновляться» и становиться плюрипотентными – способными стать любым типом клеток организма.

«Этот белок может стать одним из компонентов коктейля для перепрограммирования специализированных клеток и возвращения их к недифференцированному эмбриональному состоянию, характерному для стволовой клетки», - говорит Чжан, почетный профессор биохимии и биофизики и научный сотрудник Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute). «Затем клетки можно дифференцировать в любой нужный вам тип». Профессор Чжан также состоит в штате Центра комплексного изучения рака Лайнбергера (Lineberger Comprehensive Cancer Center) при UNC.

Белок Tet есть и у людей, и у мышей. Наблюдая за тем, как Tet действует на колонии мышиных эмбриональных стволовых клеток, Чжан обнаружил, что белок активирует ген, называемый Nanog, который помогает стволовым клеткам воспроизводиться и сохранять свою плюрипотентность.

«Для сохранения статуса эмбриональных стволовых клеток существует много важных генов», - говорит Чжан. «Мы не сможем полностью понять всю систему до тех пор, пока не определим все ее важные части. С этой точки зрения мы открыли еще один фактор этой сети».

Помимо наблюдений за клеточными колониями ученые исследовали влияние Tet1 в «реальной жизни», проследив за развитием мышиного эмбриона, лишенного этого белка. Они установили, что если Tet1 удален из одной клетки двухклеточного эмбриона, то клетки, развившиеся из лишенной Tet1 клетки, проявляют склонность становиться клетками трофобласта, а не внутренней клеточной массой, из которой развиваются плюрипотентные стволовые клетки.

Скорее всего, белок Tet1 функционирует как фермент, поддерживающий ген Nanog в активном состоянии. Если ген активен, клетка сохраняет свою идентичность в качестве стволовой. Если же ген инактивирован, клетка начинает терять свойства «стволовости». Tet1 выполняет свою функцию, регулируя модификацию ДНК, один из типов эпигенетических модификаций. Подобного рода эффекты известны как эпигенетические изменения, и именно они являются причиной того, что разные типы клеток организма выполняют различные функции, хотя все они созданы на основе одного и того же генетического кода. Все дело в том, какие гены активируются и когда эта активация происходит.

«Чем глубже мы поймем механизм модификации ДНК, тем лучше мы сможем определять судьбу клетки», - говорит Чжан. В конце концом, располагая достаточной информацией о белке Tet и других факторах, «мы сможем использовать эти знания для перепрограммирования клеток – изменения их функций».

Исследование финансируется Национальным институтом здравоохранения (National Institutes of Health) и Медицинским институтом Говарда Хьюза.

www.lifesciencestoday.ru