Учёные нашли способ стереть память клетки, чтобы превратить её в стволовую
Австралийские учёные решили давнюю проблему медицины. Специалисты разработали новый метод перепрограммирования клеток человека для лучшей имитации эмбриональных стволовых клеток (ЭСК). Технология обещает интересные возможности для биомедицинского и терапевтического применения.
В середине 2000-х годов состоялось революционное открытие: взрослые соматические (от греческого «сома» — тело) клетки можно перепрограммировать в состояние, напоминающее ЭСК, из которых затем можно вырастить любую клетку организма.
Возможность искусственного перепрограммирования, например, клеток кожи, в так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) позволила получить практически неограниченный их запас для моделирования заболеваний, испытания лекарств и клеточной терапии.
Однако постоянная проблема с традиционным процессом перепрограммирования заключается в том, что ИПСК могут сохранять эпигенетическую память о своём исходном соматическом состоянии, а также об аномалиях. Поясним, что эпигенетика изучает наследуемые изменения активности генов во время роста и деления клеток. В общем, клеточная память может создать функциональные различия между ИПСК и ЭСК, что ограничивало их использование, пояснил профессор Райан Листер, руководитель исследования.
Проблематика настолько сложна, но и интересна одновременно, что комментировать её пришлось нескольким соавторам исследования.
Профессор Хосе Поло добавил, что они разработали новый метод, называемый перепрограммированием переходного наивного воздействия (TNT). Поясним, что в биологии наивными называют клетки, которым ещё предстоит определиться с выбором. Новый метод имитирует перезагрузку эпигенома клетки, которая в природе происходит на очень ранних стадиях эмбрионального развития. Это значительно уменьшает различия между ИПСК и ЭСК и максимально повышает эффективность применения человеческих ИПСК.
Сэм Бакберри, специалист по вычислительной технике, сказал, что, изучая, как изменялся эпигеном соматической клетки в процессе перепрограммирования, они точно определили, когда возникали эпигенетические отклонения. И в нужный момент ввели новый этап сброса эпигенома, чтобы избежать их и стереть память.
Доктор Сяодун Лю, специалист по стволовым клеткам, сказал, что новые человеческие TNT-ИПСК гораздо больше напоминают человеческие ЭСК — как молекулярно, так и функционально — чем те, которые получены с помощью обычного перепрограммирования.
Клеточный биолог Дэниел Поппе, в свою очередь, сказал, что ИПСК, полученные с использованием метода TNT, превратились во многие другие клетки, такие как предшественники нейронов, лучше, чем ИПСК, полученные стандартным методом.
Студент Университета Монаша и соавтор исследования Цзя Тан сказал, что разработанный метод TNT был подобен взрыву. То есть открытие решает проблемы, связанные с традиционно генерируемыми ИПСК, которые, если их не устранить, могут привести со временем к пагубным последствиям для клеточной терапии.
Впрочем, профессор Поло уточнил, что точные молекулярные механизмы, лежащие в основе настроек эпигенома ИПСК, до конца неизвестны. В общем, как в и большинстве исследований, ответы на одни вопросы породили новые задачи для продолжения работы.
В середине 2000-х годов состоялось революционное открытие: взрослые соматические (от греческого «сома» — тело) клетки можно перепрограммировать в состояние, напоминающее ЭСК, из которых затем можно вырастить любую клетку организма.
Возможность искусственного перепрограммирования, например, клеток кожи, в так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) позволила получить практически неограниченный их запас для моделирования заболеваний, испытания лекарств и клеточной терапии.
Однако постоянная проблема с традиционным процессом перепрограммирования заключается в том, что ИПСК могут сохранять эпигенетическую память о своём исходном соматическом состоянии, а также об аномалиях. Поясним, что эпигенетика изучает наследуемые изменения активности генов во время роста и деления клеток. В общем, клеточная память может создать функциональные различия между ИПСК и ЭСК, что ограничивало их использование, пояснил профессор Райан Листер, руководитель исследования.
Проблематика настолько сложна, но и интересна одновременно, что комментировать её пришлось нескольким соавторам исследования.
Профессор Хосе Поло добавил, что они разработали новый метод, называемый перепрограммированием переходного наивного воздействия (TNT). Поясним, что в биологии наивными называют клетки, которым ещё предстоит определиться с выбором. Новый метод имитирует перезагрузку эпигенома клетки, которая в природе происходит на очень ранних стадиях эмбрионального развития. Это значительно уменьшает различия между ИПСК и ЭСК и максимально повышает эффективность применения человеческих ИПСК.
Сэм Бакберри, специалист по вычислительной технике, сказал, что, изучая, как изменялся эпигеном соматической клетки в процессе перепрограммирования, они точно определили, когда возникали эпигенетические отклонения. И в нужный момент ввели новый этап сброса эпигенома, чтобы избежать их и стереть память.
Доктор Сяодун Лю, специалист по стволовым клеткам, сказал, что новые человеческие TNT-ИПСК гораздо больше напоминают человеческие ЭСК — как молекулярно, так и функционально — чем те, которые получены с помощью обычного перепрограммирования.
Клеточный биолог Дэниел Поппе, в свою очередь, сказал, что ИПСК, полученные с использованием метода TNT, превратились во многие другие клетки, такие как предшественники нейронов, лучше, чем ИПСК, полученные стандартным методом.
Студент Университета Монаша и соавтор исследования Цзя Тан сказал, что разработанный метод TNT был подобен взрыву. То есть открытие решает проблемы, связанные с традиционно генерируемыми ИПСК, которые, если их не устранить, могут привести со временем к пагубным последствиям для клеточной терапии.
Впрочем, профессор Поло уточнил, что точные молекулярные механизмы, лежащие в основе настроек эпигенома ИПСК, до конца неизвестны. В общем, как в и большинстве исследований, ответы на одни вопросы породили новые задачи для продолжения работы.
- Дмитрий Ладыгин
- pixabay.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Что случится с Сибирью к 2080 году: прогноз красноярских ученых и эксперта NASA
Арбузы вместо мерзлоты, большая ложка дегтя и открытый финал — в одном из самых обстоятельных исследований о будущем России...
Радиационная «бомба замедленного действия» обнаружена в Чернобыле: и они до сих пор готова «взрываться»
Новые опыты покажут, каким будет зона отчуждения для следующих поколений...
Почти детективная история: в Ленобласти обнаружен самый большой клад серебра за всю историю
Среди находок две уникальные монеты, которых всего четыре в мире, включая, а также языческие вороны Одина… среди православных крестов...
Раскрыта 217-летняя тайна: искусственный интеллект взломал зашифрованное письмо Наполеона
Нейросети последних лет — это реальный прорыв: только за несколько недель было вскрыто более 30 безнадежных шифров...
Искусственный интеллект «ненавидит»… белых мужчин: новое исследование еще раз подтвердило западный тренд
Появление нейросетей значительно ухудшило положение одной из групп белого населения в Америке и Европе...
Тайна Мертвого моря: что «кипятит» водоем изнутри, рассказали ученые
Оказалось, что в кристалликах соли скрыта история прошедших эпох...
Искусственная гравитация: ученые рассказали, появится ли вообще главная фишка из фантастических фильмов в космосе
Космические инженеры знают три способа обмануть невесомость. Но пока рабочий из них только один, да и то есть нюансы...
Главный поджигатель в истории Австралии: почему ученые обвиняют капитана Джеймса Кука в постоянных мегапожарах на Зеленом континенте?
Воскрешение традиции, которую сломали британские колонизаторы, поможет «потушить» Пылающую Австралию...
100-летняя страшная история с черепами у древнеегипетских гробниц наконец-то прояснилась
Неожиданно оказалось, что человеческие жертвоприношения 5000 лет назад совершались совсем не так, как описано в древних табличках...
Аура цвета индиго: как появился этот феномен и кем в итоге стали уникальные дети
Их называли будущим человечества, но чуда не случилось. Разбираемся, почему так произошло...
Секрет марсианского «невозможного» облака-призрака наконец-то разгадан
Как оказалось, на Красной планете работает физика, которая на Земле считалась чистой теорией...
Таинственные траншеи в Австралии помогут открыть скрытые пещеры на Марсе
Равнина, которая 14 миллионов лет без воды, подсказала ученым, как расшифровывать фотографии с Красной планеты...