Исследователи из Института Хабрехта (Hubrecht Institute) и Института Макса Планка (Max Planck Institute) в Мюнстере показали, как важный белок помогает активировать геномную ДНК во время превращения обычных клеток человека в стволовые клетки. Результаты исследования опубликованы в журнале Biophysical Journal.
Актуальность проблемы
До сегодняшнего дня неизвестно, как именно происходит превращение кожной клетки в стволовую в молекулярном масштабе.
«Полное понимание процессов необходимо, если мы хотим производить стволовые клетки для пациентов в будущем», — комментирует автор исследования Влад Кожокару (Vlad Cojocaru). «Считается, что такие сконструированные типы клеток могут стать частью решения таких болезней, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, но процесс производства должен был бы стать более эффективным и предсказуемым».
Одним из основных белков, участвующих в генерации стволовых клеток, является транскрипционный фактор Oct4, который индуцирует экспрессию генов или активность белков, которые «сбрасывают» взрослую клетку в стволовую клетку. Эти индуцированные гены неактивны во взрослых клетках и находятся в плотно упакованных закрытых состояниях хроматина, структуры, которая хранит ДНК в ядре клетки. Oct4 способствует открытию хроматина для обеспечения экспрессии генов.
Результаты научного исследования
В ходе нового исследования ученые смогли наглядно показать, как Oct4 связывается с ДНК на так называемых нуклеосомах, повторяющихся ядерных структурах в хроматине.
«Мы смоделировали Oct4 в разных конфигурациях. Молекула состоит из двух доменов, только один из которых способен связываться с определенной последовательностью ДНК на нуклеосоме в этой фазе процесса. С помощью наших симуляций мы обнаружили, какие из этих конфигураций стабильны и как динамика нуклеосом влияет на связывание Oct4», — сообщает Кожокару.
Впервые компьютерное моделирование показывает, как Oct4 связывается с нуклеосомами, открывая хроматин и регулируя экспрессию генов.
«Мы стремимся получить одну окончательную модель для связывания Oct4 с нуклеосомой, комбинируя компьютерное моделирование с различными лабораторными экспериментами. Надеемся, что наша окончательная модель даст нам возможность разработать первичные факторы транскрипции для эффективного и надежного производства стволовых клеток и других клеток, необходимых в регенеративной медицине», — резюмировал Кожокару.
Авторы другого исследования установили, что клетки крови человека могут быть перепрограммированы в нервные стволовые клетки.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
