Двойные копии генов объединяются в пары в эмбриональных стволовых клетках в критический момент дифференцировки

Интересно, что спаривание по крайней мере одного набора аллелей совпадает с критическим временем в жизни стволовой клетки: моментом, когда она обязуется развиться в определенный тип клеток. Этот процесс называется дифференциацией.

В работе, опубликованной сегодня в Cell Stem Cell, группа исследователей во главе с профессором Дэвидом Л. Спектором из лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) показала, что два аллеля Oct4, гена, важного для эмбриональных стволовых клеток, не совпадают случайно, а именно: в любое время и в любом месте, но происходило это в момент развития, когда стволовые клетки начинают свое созревание в определенные типы клеток.Спектор вместе с Меган Хоган, доктором философии, ведущим автором новой статьи, и коллегами начали с наблюдения за расположением в ядре клетки различных генов, которые, как известно, играют важную роль в стволовых клетках. «Мы исследовали сотни клеток и сделали интересное и неожиданное открытие, что два аллеля гена Oct4 имеют тенденцию совместно локализоваться вместе примерно в 25% клеток», — говорит Спектор. «Это было действительно неожиданно, но такой образ стоит тысячи слов».Изучение достаточного количества отдельных ячеек, чтобы убедиться, что команда наблюдает широко распространенное явление, было нелегкой задачей. «Это была большая работа, но я думаю, что в конечном итоге фотографии, которые получаются в результате, и истории, которые мы получили, если это так, делают это того, что стоит», — говорит Хоган, недавний докторант в Spector Lab и сейчас работает докторантом в Медицинской школе Икана на горе Синай.Чтобы выяснить, является ли то, что они видят, физиологически важным, команда изучила, могут ли они манипулировать временем спаривания Oct4 во время дифференциации.

Они использовали разные методы, чтобы заставить стволовые клетки дифференцироваться, и обнаружили, что чем быстрее дифференцируются клетки, тем раньше происходит спаривание Oct4. «Это подтвердило мнение о том, что это потенциально очень интересное открытие», — говорит Спектор.Чтобы подтвердить, что спаривание Oct4 происходило не только в культуре тканей, команда исследовала эмбрионы мышей. «Спаривание было таким же или даже немного более частым, чем в культуре, и это действительно утешало и чрезвычайно убедило нас в том, что это имеет физиологическое значение», — говорит Спектор.

Затем команда хотела выяснить, может ли спаривание аллелей Oct4 играть роль в регулировании экспрессии гена, процесса, который в конечном итоге приводит к производству белка OCT4. Поскольку аллели Oct4 не экспрессируются после начала дифференцировки стволовых клеток, их данные свидетельствуют о том, что спаривание Oct4 происходит во время перехода гена из состояния "включено" в состояние "выключено".Один из ключевых вопросов, на который предстоит ответить в будущих исследованиях, — почему аллели Oct4 объединяются.

Спектор предполагает, что Oct4, являющийся ключевым регулятором дифференцировки стволовых клеток, возможно, должен пройти специальный этап при переходе из состояния "включено" в состояние "выключено".Хотя о типе спаривания, проявляемом аллелями Oct4, ранее не сообщалось у млекопитающих, он похож на процесс, известный как трансвекция, который часто встречается у плодовых мушек.

Кроме того, спаривание аллелей Oct4 проявляет сходство с хромосомными взаимодействиями, наблюдаемыми во время инактивации Х-хромосомы в женских клетках и во время рекомбинации V (D) J в В-клетках иммунной системы, по словам Спектора.Он предполагает, что такое спаривание хромосом и аллелей может быть более распространено у млекопитающих, чем считалось ранее. «Кто-то может захотеть посмотреть на другие важные регуляторы клеточных процессов или процессов развития, и могут быть другие случаи, когда это также происходит», — говорит он.

Это могло привести к совершенно новому направлению изучения, и работа Спектора и Хогана могла быть только началом.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *