МикроРНК регулируют процесс образования индуцированных плюрипотентных стволовых клеток

Стволовые клетки – идеальный инструмент для изучения процесса возникновения и развития заболеваний и разработки методов их лечения. Однако получить их в необходимом количестве очень трудно. Оcобенно сложной задачей является получение индуцированных плюрипотентных стволовых (iPS) клеток, так как перепрограммирование дифференцированных взрослых клеток кожи в iPS-клетки - многостадийный процесс, эффективность которого очень низка.

Ученые Медицинского научно-исследовательского института Сэнфорд-Бернем (Sanford-Burnham Medical Research Institute) решили усовершенствовать этот процесс. В статье, опубликованной в журнале EMBO Journal, исследователи сообщают об открытии нескольких микроРНК (miRNA), важных для перепрограммирования, и об их использовании для более эффективного получения iPS-клеток из клеток кожи.

«Мы нашли несколько молекулярных барьеров, стоящих в начале процесса перепрограммирования, и выяснили, как устранить их, используя miRNA», - говорит доктор философии Тарик Рана (Tariq Rana), директор программы Биология РНК (RNA Biology program) в Сэнфорд-Бернем, старший автор статьи. «Это облегчит использование iPS-клеток в моделировании болезней и поиске новых методов лечения».

«Наше исследование представляет не только новое механистическое понимание роли некодирующих РНК в процессе перепрограммирования соматических клеток, но и доказательства целесообразности использования микроРНК в качестве энхансеров получения iPS-клеток», - добавляет аспирант Джонган Ли (Zhonghan Li), первый автор статьи.

МикроРНК – небольшие фрагменты генетического материала, способные играть важную роль в развитии многих заболеваний, препятствуя синтезу белков. В данном исследовании Рана и его коллеги установили, что три группы miRNA, включая две отдельные известные микроРНК - miR-93 и miR-106b – активируются в качестве составной части защитного механизма, включающегося под воздействием стресса, вызванного стандартным процессом перепрограммирования клеток кожи. Копнув глубже, ученые обнаружили, что мишенями miR-93 и miR-106b являются белки Tgfbr2 и p21, замедляющие процесс продвижения к iPS-клетке путем остановки клеточного цикла – процесса репликации ДНК и последующего разделения клетки на две идентичные дочерние копии – и вызывающие смерть клетки.

Это открытие не только углубило понимание генетических основ образования iPS-клеток. Новая информацию дала ученым возможность интенсифицировать процесс перепрограммирования. Добавление к клеткам кожи дополнительных miR-93 и miR-106b заблокировало белки Tgfbr2 и p21, что привело к лучшей выживаемости клеток.

«В некоторых отношениях эту работу можно рассматривать как значительный вклад в биологию стволовых клеток в целом и в перепрограммирование клеток в частности», - считает Эван Снайдер (Evan Y. Snyder), директор программы Стволовые клетки и регенеративная биология (Stem Cells and Regenerative Biology program) в Сэндфорд- Бернем. «До сих пор при изучении дифференциация и де-дифференциация внимание ученых было сосредоточено главным образом на экспрессии генов. Эта работа демонстрирует, что в процессе перепрограммирования miRNA играют свою определенную роль и что процесс получения iPS-клеток можно сделать значительно более эффективным, модулируя их активность. Помимо создания более совершенных инструментов для перепрограммирования это открытие, безусловно, содействует нашему пониманию нормального и аномального поведения стволовой клетки в процессе ее развития и при патологических состояниях».

Источник: www.lifesciencestoday.ru