Мох как компас: природа подсказывает, как улучшить методы работы со стволовыми клетками

Исследователи из Тель-Авивского университета и Университета Фрайбурга обнаружили, что белки группы Polycomb (PcG), обнаруженные в мхе, могут стать новым «компасом» для исследований стволовых клеток. Результаты опубликованы в журнале Development.

Мох — растение, чьи базовые процессы развития схожи с человеческими. Учёные считают, что PcG-белки играют ключевую роль в «инструкциях» для стволовых клеток о том, как развиваться. «Мы, возможно, не нашли сам "переключатель", превращающий стволовые клетки в ткань, но мы нашли ключевой компонент, который заставляет этот переключатель работать», — комментирует доктор Нир Охад.

Остановка «сбежавшего» гена

В работе описана древняя механизма, изменяющая организацию ДНК внутри клеточного ядра, что влияет на экспрессию генов. Это открытие важно для клеточной терапии, которая может пойти не так, если имплантированные стволовые клетки перепрограммированы неправильно.

Исследователи изучили центральную регуляторную функцию PcG-комплекса в программировании развития организма, включая первые деления клеток. Эти данные имеют значение как для развития растений, так и человека, и со временем могут быть применены в исследованиях рака. «Насколько нам известно, есть случаи в онкологии, когда клеточные механизмы дефектны или нарушены. Это может привести к нарушению регуляции генетического кода и разрушению здоровой клетки», — говорит доктор Охад.

Этот «переключатель», обеспечивающий правильное развитие организма, возник на ранних этапах эволюции всех организмов с ядром и организованной ДНК.

К менее «мохофобному» миру

Мох часто считают «низшим» организмом, но доктор Охад отмечает его высокую адаптивность — он существует уже 450 миллионов лет. Изучение биологии мха, как и изучение крокодилов или мух, помогает понять эволюцию и функцию базовых биологических механизмов.

Учёные предполагают, что базовая функция механизма PcG в мхе, общая с растениями и людьми, заключается в регуляции дифференцировки клеток — момента, когда стволовая клетка «решает» стать, например, листом или цветком.

«Если вы не знаете, как манипулировать типом ткани, который хотите изменить, заменить или вылечить, вы можете вызвать сбой в работе другого типа ткани», — объясняет доктор Охад.

Исследование имеет прямое значение для изучения биологии растений, давая науке инструмент для контроля специализации тканей, сроков размножения и развития признаков в семенах, служащих источником пищи.