Ген Chd1 поддерживает плюрипотентное состояние стволовых клеток

Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) идентифицировали ген Chd1, который необходим для поддержания эмбриональными стволовыми клетками их плюрипотентного состояния — способности превращаться в любой тип специализированных клеток. Открытие может помочь понять, как клетки приобретают специализацию, и разработать стратегию эффективного перепрограммирования зрелых клеток обратно в плюрипотентное состояние. Это ключевой, но труднодостижимый шаг для потенциальных клинических методов лечения, например, при болезни Паркинсона.

Исследование, проведённое на клетках эмбрионов мышей, опубликовано 8 июля 2009 года в онлайн-версии журнала Nature.

Ключевая роль Chd1

• Эмбриональные стволовые клетки находятся в «открытом» состоянии, когда упаковка ДНК (хроматин) ослаблена, что позволяет клеточным механизмам получать к ней доступ.
• Ген Chd1 регулирует глобальное ослабление хроматина, что отличает его от других генов, влияющих только на отдельные участки ДНК.
• Это глобальное открытое состояние создаёт условия для включения множества различных генов и превращения клеток в широкий спектр специализированных типов (нейроны, мышцы, кости).

Экспериментальные доказательства

Используя технику RNA interference (RNAi), учёные «заглушили» ген Chd1 в эмбриональных стволовых клетках. В результате клетки потеряли способность к полноценной дифференцировке:

• Не происходило образование сердечной мышцы.
• Не формировалась примитивная энтодерма — ткань, необходимая для выживания и развития эмбриона.

Кроме того, Chd1 оказался необходим для обратного процесса — перепрограммирования специализированных клеток в плюрипотентные стволовые клетки.

Значение и перспективы

• Ведущий автор исследования Александер Гаспар-Майя: «Chd1 важен как для нормального процесса дифференцировки, так и для «обратной перемотки» — возврата дифференцированных клеток к плюрипотентности».
• Старший автор Мигель Рамальо-Сантос: «Мы ожидаем, что существуют и другие ключевые игроки, ещё не открытые. Понимание работы Chd1 расскажет нам больше о том, как клетки регулируют свою специализацию во время развития и включают программу плюрипотентности при перепрограммировании».

Учёные пришли к выводу, что Chd1 играет центральную роль в поддержании открытого, плюрипотентного состояния стволовых клеток, которое является динамичным балансом между полным потенциалом и ограниченной специализацией. Дальнейшее изучение механизмов ремоделинга хроматина с участием Chd1 может повысить эффективность и безопасность перепрограммирования клеток и пролить свет на процессы развития и онкогенеза.