Американские исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде изучили, как организация генома в клетке влияет на ее дальнейшее самоопределение. Выяснили они это на примере гемопоэтических стволовых клеток. Научная статья опубликована в журнале Nature Communications.
Изучение молекулярных механизмов, которые отвечают за превращение клеток в более чем 200 типов, существующих в человеческом организме, — важная задача молекулярной и клеточной биологии. Это может быть полезно в дальнейшем для лечения некоторых болезней. Главным объектом изучения данной проблемы являются стволовые клетки. При делении у них есть два пути: сделать копию клетки или дифференцироваться в определенный тип клеток. При этом непонятно, почему при дифференциации стволовых клеток могут образовываться клетки одного поколения.
Американские ученые обратили внимание на организацию генома в таких клетках. При делении клетка должна полностью скопировать свой геном, причем не только последовательность ДНК, но и то, как она упакована вместе с белками в хроматин. Хроматин имеет геномные сайты, которые могут быть легко доступны и открыты либо закрыты. За организацию хроматина отвечает молекула CAF-1. В качестве объекта изучения исследователи выбрали гемопоэтические стволовые клетки, которые могут либо сделать свою копию, либо дифференцироваться в нейтрофилы — неделящиеся клетки крови, являющиеся первой линией защиты организма от патогенов. Незрелые кровяные стволовые клетки ученые выделили из костного мозга мышей.
Оказалось, что молекула CAF-1 важна не только для самообновления этих клеток, но и для сохранения фенотипа поколения. Если уровень CAF-1 в клетке снижался даже незначительно, клетки «забывали» свое самоопределение. Нейтрофилы, в которых не было CAF-1, были способны экспрессировать гены других типов клеток — эритроцитов, тромбоцитов. Эти результаты были подтверждены и на мышиных моделях in vivo.
Ученые также выяснили, что в норме CAF-1 делает некоторые участки генома недоступными для различных факторов транскрипции. Одним из них является ELF1. Эта молекула может играть ключевую роль в определении судьбы некоторых типов кровяных клеток.
В дальнейшем исследователи планируют лучше понять механизм действия CAF-1 на хроматин. Также они хотят выяснить, выглядит ли процесс сохранения организации генома одинаково в разных клетках. Согласно нынешней гипотезе, CAF-1 — универсальная молекула, которая может работать одинаково и в клетках кишечника, и в клетках кожи, и в костном мозге, и в нейронах.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
