Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) – это само определение того, насколько они полны потенциала, учитывая, что они могут стать клетками любого типа в организме. Как только они начинают какой-то определенный путь к типу ткани, они теряют свой неограниченный потенциал. Ученые пытались понять, почему и как это происходит, чтобы создать регенеративную терапию, которая может, например, уговорить собственные клетки человека заменить поврежденные или больные органы.

На фото выше: Джовилин Гатчалан и Диана Харгривз. Фото: Институт Солка

Ученые из Института Солка обнаружили новый белковый комплекс, который удерживает тормоза стволовых клеток, позволяя им сохранять свой неопределенный потенциал. Новый комплекс, названный GBAF и подробно описанный в Nature Communications 3 декабря 2018 года, может стать будущей целью регенеративной медицины.

«Этот проект начался как исследование плюрипотентности эмбриональных стволовых клеток, которое является тем свойством, которое позволяет ЭСК становиться клетками всех типов в организме», – говорит Диана Харгривз, доцент Лаборатории молекулярной и клеточной биологии Солка и старший автор бумага. «Очень важно знать, как различные сети генов контролируют плюрипотентность, поэтому поиск ранее неизвестного белкового комплекса, который играет такую ​​важную регуляторную роль, был очень захватывающим».

Каждая клетка в теле имеет один и тот же набор ДНК, который содержит инструкции для создания каждого возможного типа клеток. Команды крупных белковых комплексов (известных как ремоделеры хроматина) активируют или заглушают гены, направляя эмбриональные стволовые клетки по определенному пути. Подобно команде подрядчиков, планирующих отремонтировать дом, эти белковые комплексы содержат различные субъединицы, комбинация которых изменяет физическую форму ДНК и определяет, к каким генам можно получить доступ, чтобы заставить клетку стать, например, клеткой легкого или мозгом клетка.

Команда Харгривза хотела лучше понять, как эти субъединицы собираются вместе и как определенные субъединицы могут диктовать функцию комплекса. Таким образом, они обратились к белку под названием BRD9, который, как было известно, связывался с семейством хроматографических ремоделеров BAF и предположительно являлся субъединицей. Команда применила химический ингибитор BRD9 к чашкам эмбриональных стволовых клеток и выполнила серию экспериментов, чтобы всесторонне проанализировать плюрипотентность клеток в связи с изменениями в активности комплекса BAF.

Группа была удивлена, обнаружив, что BRD9 действует как тормоз для развития эмбриональных стволовых клеток. Когда BRD9 работает, клетки сохраняют свою плюрипотентность, тогда как когда его активность ингибируется, клетки начинают переходить на следующую стадию развития. Дальнейшая работа по выявлению, какие комплексы BAF были в работе в клетках, выявила еще один сюрприз: BRD9 был частью пока неизвестного комплекса BAF.

«Для меня самым волнующим в нашем исследовании было то, что мы обнаружили новый комплекс BAF в эмбриональных стволовых клетках», – говорит Джовилин Гатчалян, научный сотрудник Salk и первый автор статьи.

Харгривз добавляет: «То, что мы видим в этой работе, – это то, что на уровне отдельных вариантов комплекса BAF существует биохимическое разнообразие, которое обеспечивает больший регуляторный контроль. Понимание сложности этого контроля будет ключом к любой восстановительной терапии ».

По материалам phys.org