Исследование меняет представления о дифференцировке стволовых клеток

Новое исследование биологов из Университета штата Флорида может фундаментально изменить наше понимание того, как эмбриональные стволовые клетки дифференцируются в специфические типы клеток.

Работа, опубликованная в журнале Stem Cell Reports, ставит под сомнение десятилетия научного консенсуса о поведении эмбриональных стволовых клеток при переходе в энтодерму — класс клеток эмбрионов животных, дающий начало пищеварительной и дыхательной системам.

Исследование опровергает устоявшиеся представления о том, когда эмбриональные стволовые клетки определяют свой необратимый путь к фиксированной линии энтодермы (например, к будущей судьбе клеток печени или поджелудочной железы).

Ключевые открытия:

• Быстрая и необратимая коммитация: Человеческие эмбриональные стволовые клетки могут необратимо коммитироваться в линии энтодермы (например, клетки печени и поджелудочной железы) очень быстро — всего за несколько часов воздействия специальной среды ("коктейля" для энтодермы). Это противоречит прежнему предположению, что для этого требуются дни или как минимум полный клеточный цикл деления.
• Динамическая перестройка архитектуры хромосом: Трехмерная организация хромосом в ядре может быстро и локально изменяться без разрушения всего ядра клетки — "как изменение строительных лесов здания без его сноса". Это происходит динамически и сразу после стимуляции стволовых клеток к превращению в энтодерму.
• Разделение времени репликации и архитектуры: Изменения показывают, что время репликации ДНК и архитектура хромосом не всегда связаны — они могут быть "разъединены" (uncoupled).

Значение и перспективы:

Эти открытия поднимают важные вопросы о фундаментальной природе стволовых клеток и барьерах для перепрограммирования одного типа клеток в другой. Понимание механизмов, лежащих в основе такой быстрой и необратимой коммитации, может помочь в создании новых инструментов для борьбы с болезнями.

Как отметил ведущий автор Дэвид М. Гилберт: "Мы никогда не предполагали этого — мы ожидали, что необратимая коммитация потребует гораздо больше работы, времени и затрат".