Три года интенсивных исследований в рамках крупного международного проекта FANTOM, завершились публикацией серии фундаментальных научных статей в Nature Genetics и других журналах. Учёные исследовали процессы, происходящие в ходе деления клетки, и детально описали некоторые механизмы и белки, отвечающие за дифференциацию стволовых клеток. Теперь у них появляется возможность построить модель, которая позволит предсказывать, какая именно клетка получится из стволовой клетки, а это ключевой шаг к разработке клеточной терапии стволовыми клетками. Изучение процессов роста, деления и дифференциации стволовых клеток поможет понять, почему некоторые клетки подвергаются конверсии или становятся раковыми. Участники консорциума считают, что результаты этого фундаментального исследования также помогут моделировать реакцию клеток на лекарственные препараты.

«Результаты исследования заставляют нас усомниться в правильности принятой сегодня концепции дифференцировки стволовых клеток, � объясняет Жози Дости, один из участников исследования и соавтор статьи в журнале Genome Biology, опубликованной по материалам работы консорциума. � Считается, что этот процесс запускают так называемые �основные регуляторы�, белки-переключатели, расположенные в определенных местах генома и индуцирующие гены. Далее происходит каскадная реакция и в итоге � дифференциация клеток. Исследования показывают, что �основных регуляторов� не существует». По словам исследователя, процессы внутри дифференцирующейся стволовой клетки сложнее и лучше скоординированы, чем предполагалось ранее: экспрессия некоторых генов снижается, а других � возрастает.

В рамках проекта FANTOM работали более сотни лабораторий по всему миру. Параллельные эксперименты позволили выявить гены, активные на той или иной стадии дифференцировки стволовой клетки. Затем исследователи расшифровали строение регуляторных участков активных генов, чтобы выяснить, какие транскрипционные факторы (белки, регулирующие экспрессию генов) работают в клетке в это время. Чтобы проверить активность предполагаемых транскрипционных факторов, учёные поочерёдно блокировали их работу. Таким образом, они обнаружили в дифференцирующихся лейкемических клетках 52 транскрипционных фактора, о которых с большой степенью вероятности можно сказать, что они в той или иной степени ответственны за процесс дифференцировки. Но среди них не было «основных», определяющих её направление, и «второстепенных», ответственность за результат несёт, по видимости, вся сеть, а равновесие в ней устанавливается, в частности, благодаря обратным связям.

Еще одно интересное направление этого исследования связано с изучением ретротранспозонов. В процессе транскрипции, то есть во время переноса генетической информации с ДНК на РНК, эти некодирующие участки ДНК способны перемещаться в пределах генома благодаря специальному молекулярно-генетическому механизму и повторять себя в разных участках РНК. Смысл подобных повторов, число которых может исчисляться сотнями тысяч, и функции ретротранспозонов до сих пор изучены слабо, учёные просто не располагали необходимыми технологиями. Результаты работы по проекту FANTOM, возможно заставят пересмотреть отношение к ретротранспозонам, как к «генетическому балласту». В ходе исследования выяснилось, что повторяющиеся элементы инициируют от 6 до 30% транскрипций РНК в клетках человека и мыши. Учёные рассмотрели примерно 250 тысяч старт-сайтов, участков начала транскрипции, инициированных ретротранспозонами, и пришли к выводу, что ретротранспозоны могут быть специфичны для разных клеток и для разных стадий развития клеток. Вероятно, их роль в процессе транскрипции намного значительнее, чем считали до сих пор...

Агентство научной информации «ИнформНаука».
Полная версия сообщения доступна подписчикам.