Как белки гистоны определяют судьбу клеток у круглых червей
Исследователи из Университета Джонса Хопкинса впервые обнаружили механизм, с помощью которого белок гистон H3 контролирует, когда и как эмбрионы червей производят как высокоспециализированные клетки, так и плюрипотентные клетки, способные включать и выключать определённые гены для создания различных видов тканей тела. Результаты опубликованы в Science Advances.
Это открытие бросает вызов классическому представлению о том, что наследственная информация для дифференцировки клеток в основном заложена в ДНК и других генетических факторах.
Ключевые выводы исследования
- По мере роста эмбрионов круглых червей C. elegans повышение уровня гистона H3 в их системах ограничивало потенциал или «пластичность» их плюрипотентных клеток.
- Когда команда с помощью редактирования генома снизила количество H3, им удалось продлить окно плюрипотентности, которое в норме теряется у более старых эмбрионов.
- «Когда вы снижаете количество H3 во время эмбриогенеза, мы смогли изменить нормальный путь развития, чтобы клетки приняли альтернативные пути клеточной судьбы», — пояснил ведущий автор Райан Дж. Глисон.
Значение для медицины
Новое исследование может пролить свет на то, как мутации, связанные с этими белками, влияют на различные заболевания. Гистон H3 тесно связан с различными видами рака у детей и молодых людей.
«Эти мутации широко распространены при разных раковых заболеваниях, поэтому понимание их нормальной роли в регуляции клеточной судьбы и потенциально дифференцировке тканей может помочь нам понять, почему некоторые из них более распространены при определённых заболеваниях», — отметил Глисон.
Методология и дальнейшие исследования
Новые данные получены с помощью техники редактирования генов CRISPR, которая помогла команде отследить роль двух гистонов в развитии потомства червей.
Хотя круглый червь C. elegans даёт детальное представление об эволюции плюрипотентных клеток, для понимания того, как гистоны могут лежать в основе эмбриогенеза у людей и животных, состоящих из сотен типов клеток, необходимы дальнейшие исследования.
«Хотя мы используем этого маленького червя для этих открытий, на самом деле это открытие не должно быть специфичным для одного животного», — сказал соавтор исследования, профессор биологии Синь Чен.