Достаточно — фактор стволовых клеток Nanog знает, когда нужно замедлиться

Транскрипционный фактор Nanog играет ключевую роль в самообновлении эмбриональных стволовых клеток. Ранее было неясно, как регулируется количество его белка в клетках. Исследователи из Helmholtz Zentrum München и Технического университета Мюнхена в сотрудничестве с коллегами из ETH Zürich сообщают в Cell Systems, что чем больше Nanog доступно, тем меньше происходит размножение.

Белок Nanog известен тем, что обеспечивает постоянное обновление стволовых клеток. Спорный вопрос заключался в том, как регулируется количество белка Nanog в клетке. Ранее часто предполагалось, что Nanog активирует сам себя для сохранения плюрипотентности. Группа доктора Карстена Марра из Института вычислительной биологии (ICB) совместно с коллегами из ETH Zürich разработала алгоритм STILT (Stochastic Inference on Lineage Trees), который опровергает это предположение.

С помощью STILT учёные проанализировали временные данные об экспрессии белка (собранные в 2015 году) в отдельных клетках, где Nanog можно было обнаружить благодаря слиянию с флуоресцентным белком. Было сравнено измеренную динамику Nanog с тремя разными моделями. Результаты показывают, что Nanog регулируется петлёй отрицательной обратной связи: чем больше Nanog в клетках, тем меньше происходит размножение.

От компьютера — к чашке Петри

Чтобы проверить результаты, учёные смоделировали искусственное увеличение уровня белка Nanog. Гипотеза, выдвинутая STILT, была успешно подтверждена в дополнительном эксперименте на отдельных клетках с повышенным уровнем Nanog.

Это исследование даёт лучшее понимание процесса обновления стволовых клеток, что может быть полезно для будущих медицинских приложений. Алгоритм STILT планируется применять и к другим временным данным по отдельным клеткам, чтобы получить представление о лежащих в основе молекулярных механизмах регуляции генов.

Программное обеспечение STILT находится в свободном доступе для других учёных.