Гарвардские ученые нашли новый подход к перепрограммированию клеток

Междисциплинарная группа ведущих ученых Гарвардского университета (Harvard University), среди которых специалисты в области изучения стволовых клеток и генетики, нашла новый генетический подход, который в конечном итоге может помочь усовершенствовать существующие сегодня методы перепрограммирования индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (induced pluripotent stem cells - iPS) в специфические типы клеток.

Объединив свои усилия, несколько групп ученых из Гарвардского Института стволовых клеток (Harvard Stem Cell Institute - HSCI), Института Брода (Broad Institute) при Гарвардском университете и Массачусетском технологическом институте (MIT), Бостонской детской больницы (Children’s Hospital Boston) и Медицинского центра диаконисы Бет Исраэл (Beth Israel Deaconess Medical Center - BIDMC) выявили ряд генетических элементов, ранее никогда не считавшихся вовлеченными в процесс перепрограммирования клеток.

По словам Джона Ринна (John Rinn), соавтора исследования, «это первый случай, когда этот новый тип генов был использован в процессе перепрограммирования, к которому важно найти как можно больше подходов».

«Это группа молекул РНК, происходящая из темной области генома», - говорит Ринн. «Мы не знаем всего того, что они делают, но они явно вовлечены в процесс перепрограммирования».

«Мы знаем, что перепрограммирование полностью перезагружает геном [перепрограммированной клетки]», – говорит Джордж Дейли (George Daley), как и Ринн, один из двух старших авторов статьи, опубликованной в Nature Genetics. «Работая с Джоном, мы узнали, что длинные межгенные некодирующих РНК (lincRNA – large intervening non-coding RNA) играют существенную роль в процессе перепрограммирования. Мы даже идентифицировали одну молекулу lincRNA, которая усиливает перепрограммирование, что является интригующим подтверждением тому, что использование lincRNA поможет сделать перепрограммирование более эффективным».

«Наши группы собрались вместе, чтобы ответить на вопрос, на который ни одна из них не смогла бы ответить в одиночку», - добавляет биолог Дейли.

Новое открытие последовало менее чем через два месяца после открытия Деррика Росси (Derrick Rossi) и его коллег из Гарвардского института стволовых клеток. Гарвардская группа показала, что клетки кожи можно возвратить в состояние, подобное эмбриональной стволовой клетке, используя синтетические мРНК (mRNA), устранив тем самым необходимость использования вирусов, способных привести к развитию рака.

Открытие Росси поставило область перепрограммирования клеток с ног на голову и было признано столь значительным, что содиректор HSCI Даг Мелтон (Doug Melton) объявил, что Центр индуцированных стволовых клеток HSCI, производящий перепрограммированные клетки для исследователей, немедленно переключится на использование метода, разработанного Росси.

Новые данные, полученные Ринном, Дейли и их коллегами, могут помочь объяснить, почему работает метод Росси – потому что молекулы РНК, по-видимому, являются частью естественного процесса перепрограммирования клетки – и могут быть использованы для усовершенствования его метода, считает Ринн. «Мы думаем, что мы нашли еще один путь создания «переключателей» для перепрограммирования».

Путь к этому открытию начался, когда Ринн впервые приехал в Гарвард и Институт Брода в январе 2009 года. Он, директор Института Брода Эрик Лэндер (Eric Lander) и Митч Гутман (Mitch Guttman) открыли группу из 5000 lincRNA. «Затем, чтобы выяснить их значение для перепрограммирования, если таковое есть, мы работали с Джорджем (Дейли)», - рассказывает Ринн.

Как и многие научные открытия, последнее тоже было связано со счастливой случайностью.

«Наши поиски начались с совсем другого: мы хотели узнать, что происходит при перепрограммировании в стволовые клеток кожи, взятых с разных частей тела. Нам показалось интересным посмотреть, «помнят» ли такие клетки, откуда произошли. Сабина Лоуэр (Sabine Loewer), ведущий автор статьи, тоже сразу же ухватилась за эту идею, что было очень смело для такого рискованного проекта», - говорит ученый.

«Выяснилось, что клеткам было все равно, откуда они произошли, что само по себе тоже является важным открытием. Но в процессе мы обнаружили, что во время перепрограммирования включались и выключались сотни генов lincRNA. Поэтому мы сосредоточили свое внимание на тех, которые были включены, чтобы посмотреть, были ли они частью процесса возвращения к плюрипотентности. Оказалось, что были».

Источник: www.lifesciencestoday.ru