Выявлены механизмы метилирования в стволовых клетках

Ученые Northwestern Medicine определили ключевые регуляторные процессы, управляющие дифференцировкой эмбриональных стволовых клеток, согласно исследованию, опубликованному в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Комплекс белков COMPASS, ассоциированных с Set1, критически важен для эпигенетической регуляции генов. Он метилирует гистоны — белки, вокруг которых упакована ДНК, — что контролирует, какие гены доступны для транскрипции.

Set1A — один из членов семейства COMPASS. Предыдущие работы лаборатории Шилатифарда показали, что он особенно важен для эмбриональных стволовых клеток: клетки, лишенные других членов COMPASS, имели незначительные проблемы, но стволовые клетки без Set1A не выживали вовсе.

В текущем исследовании ученые провели полногеномный скрининг с помощью редактирования генов CRISPR-Cas9, индивидуально удаляя каждый ген в геноме млекопитающих из пар эмбриональных стволовых клеток — одной нормальной линии и одной с удаленной ферментативной активностью Set1A.

Ген ING5 оказался главной находкой: его удаление в мутантных по Set1A клетках приводило к значительному снижению выживаемости клеток. Одновременная потеря Set1A и ING5 вызывала иной эффект, чем потеря каждого по отдельности.

"Вы видите повышение регуляции некоторых генов, связанных с дифференцировкой, но только в областях, занятых обоими белками. Это указывает на то, что они действуют как генетические интеракторы, функционируя вместе на хроматине", — пояснила ведущий автор исследования Берчин Дженик.

Выявление нижестоящих интеракторов Set1A критически важно для понимания того, как дефекты в эмбриональных стволовых клетках могут способствовать развитию заболеваний, особенно нейроразвивающих, таких как эпилепсия и шизофрения. В будущем планируется проверить способность стволовых клеток без Set1A дифференцироваться в нейроны или кардиомиоциты, чтобы обнаружить фенотип, который может напоминать заболевание у пациентов.