Эпигенетические метки определяют потенциал для развитияОднако различия существуют даже среди настоящих универсалов.
Эмбриональные стволовые клетки, которые растут в лабораторных культурах клеток, находятся в другом состоянии, чем плюрипотентные клетки, обнаруженные внутри эмбрионов в первые дни развития. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Cell Biology, исследователи под руководством Паоло Чинелли из университетской клиники Цюриха и Раффаэллы Санторо из Цюрихского университета продемонстрировали механизм, с помощью которого естественные универсальные клетки отличаются от эмбриональных стволовых клеток в культурах.В центре их открытия находится белок под названием Pramel7 (для «преимущественно экспрессируемого антигена при меланоме», подобный 7), обнаруженный в клетках кластеров эмбриональных клеток, возраст которых составляет всего несколько дней.
Этот белок гарантирует, что генетический материал свободен от эпигенетических меток, состоящих из химических меток ДНК в виде метильных групп. «Чем больше метильных групп удаляется, тем более открытой становится Книга жизни», — говорит Чинелли. Поскольку любая клетка человеческого тела может развиться из эмбриональной стволовой клетки, все гены должны быть изначально доступны для свободного доступа. Чем больше клетка развивается или дифференцируется, тем сильнее метилируется ее генетический материал и снова становится «запечатанным». Биохимик объясняет, что в костной клетке, например, активны только те гены, которые необходимы клетке для ее функционирования.
Белок отвечает за идеальную плюрипотентностьНесмотря на короткий период действия всего в несколько дней, Pramel7, кажется, играет жизненно важную роль: когда исследователи во главе с Чинелли и Санторо отключили ген этого белка с помощью генетических уловок, развитие застряло на стадии кластера эмбриональных клеток. С другой стороны, в культивируемых стволовых клетках Pramel7 встречается редко. Это обстоятельство может также объяснить, почему генетический материал этих клеток содержит больше метильных групп, чем у естественных эмбриональных клеток — идеальных универсальных, как их называет Чинелли.
Использование функции стволовых клеток для регенерации костной тканиЕго интерес к стволовым клеткам заключается в надежде, что однажды он сможет помочь людям со сложными переломами костей. «Кости прекрасно регенерируют, и это единственная ткань, которая не оставляет шрамов», — говорит Паоло Чинелли.
Однако для того, чтобы срастись, культя кости должна соприкасаться. Когда кость ломается в нескольких местах и даже через кожу, например, при аварии на мотоцикле, участки кости между ними часто больше не используются. В таких случаях требуется замена кости.
Его команда изучает материалы-носители, которые они хотят заселить собственными стволовыми клетками организма в будущем. «По этой причине мы должны знать, как работают стволовые клетки», — добавляет Чинелли.