Как временное отключение WDR5 меняет судьбу стволовых клеток

Исследователи из Мичиганского университета выяснили, как два универсально экспрессируемых белка — WDR5 и p53 — влияют на окончательную специализацию стволовых клеток эмбриона. Работа опубликована в Cell Reports.

Суть открытия

Учёные работали с эмбриональными стволовыми клетками мыши, которые быстро дифференцируются в органоиды. Они обнаружили, что временная задержка экспрессии гена WDR5 в клетках-предшественниках кардинально меняет их судьбу.

• В норме эти клетки развиваются в нейроэктодерму (даёт клетки мозга, спинного мозга и сетчатки).
• При временном "выключении" WDR5 клетки стали развиваться в мезодерму, из которой образуются клетки крови, сердечной и скелетной мускулатуры.

"Когда мы посмотрели в микроскоп, мы увидели, как клетки бьются. Это была полная неожиданность", — говорит старший автор работы Раджеш К. Рао.

Оказалось, что 30–40% клеток в органоиде экспрессировали белки сердечной мышцы, чего было достаточно для синхронного сокращения. Этот относительно простой метод получения сердечно-подобных клеток привёл к оформлению университетом предварительных патентов.

Научный контекст и значение

• Роль p53: Исследование раскрывает новые детали роли транскрипционного фактора p53 (широко изучаемого в контексте рака) в судьбе незлокачественных эмбриональных клеток.
• Эпигенетический механизм: Работа показывает, как WDR5, участвующий в модификациях хроматина, регулирует p53 (прямо и косвенно), интегрируя "временные" сигналы для управления дифференцировкой.
• Связь с терапией рака: Ингибиторы WDR5 — это новый класс потенциальных противораковых препаратов, в разработку которых фарминдустрия инвестирует около $1 млрд. Данное исследование может помочь в изучении побочных эффектов этих лекарств, поскольку раскрывает роль WDR5 в нормальном развитии клеток.

Важное уточнение: Использованный метод не отражает естественный процесс в эмбрионе, где WDR5 не отключается временно. Учёные создали его, потому что полное "выключение" WDR5 приводит к гибели клеток, что не позволяло изучить его роль в дифференцировке.