Modyfikacje chromatyny w przeprogramowywaniu komórek
Dokonane w ostatnim czasie przełomowe odkrycie naukowe umożliwiło wytwarzanie pluripotencjalnych komórek macierzystych z niemal każdego rodzaju komórek poprzez wymuszoną ekspresję zaledwie czterech czynników transkrypcyjnych. Jednak aby zwiększyć wydajność tego procesu, konieczne jest przyjrzenie się mechanistycznym aspektom przeprogramowywania komórek.Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC) stają się potężnym narzędziem nie tylko w dziedzinie modelowania chorób, lecz także w zakresie terapii polegających na zastępowaniu komórek. Badania mające na celu wykazanie słuszności zasady dowodzą, że tego rodzaju terapie komórkowe mogą okazać się skuteczne w leczeniu wielu chorób genetycznych, złożonych i nowotworowych. Jednak pomimo tak ogromnego potencjału, na drodze do wydajnego wytwarzania iPSC stoją przeszkody natury technicznej.
Podstawowe mechanizmy zastępowania tożsamości komórki somatycznej tożsamością komórki pluripotencjalnej w procesie przeprogramowywania nie zostały dotąd wystarczająco dokładnie opisane. Na tożsamość komórki w dużym stopniu wpływają mechanizmy epigenetyczne, które regulują ekspresję genów. Aczkolwiek posiadamy rozległą wiedzę na temat poszczególnych stanów epigenetycznych komórki przed i po jej przeprogramowaniu, rola kluczowych genów modyfikujących chromatynę w procesie przeprogramowywania pozostaje w dużej mierze niezbadanym obszarem.
Aby rozwiązać te problemy, naukowcy uczestniczący w finansowanym z funduszy unijnych projekcie CMR (Chromatin modifiers in reprogramming) przyjrzeli się mechanizmom molekularnym leżącym u podstaw przeprogramowywania komórek, a w szczególności – roli modyfikatorów chromatyny. Prowadzone prace skupiły się na mechanizmie, za pomocą którego inhibicja metylotransferaz histonowych, Suv39H1 i Setd2, usprawnia proces przeprogramowywania.
Posługując się zarówno metodami genetycznymi, jak i chemicznymi, uczeni odkryli, że w początkowych fazach wspomnianego procesu Suv39H1 pełni funkcję supresora. Doświadczenia z wykorzystaniem immunoprecypitacji chromatyny wykazały, że Suv39H1 reguluje geny NANOG i SOX2 związane z pluripotencją, wpływając na metylację w obszarze promotora.
Ponadto metylacja lizyny 36 histonu H3 (H3K36) pełni w procesie przeprogramowywania funkcję bariery, jednak jej wyłączenie nie wystarcza do bezpośredniej aktywacji sieci pluripotencji.
Zaobserwowano antagonistyczne działanie kolejnych wzorów metylacji względem H3K36 po nabyciu pluripotencji. Jednocześnie w drodze badania przesiewowego w oparciu o utratę funkcji naukowcy zidentyfikowali demetylazy zwiększające lub obniżające wydajność przeprogramowywania.
Podsumowując, projekt CMR dostarczył podstawowej wiedzy z zakresu mechanizmów przeprogramowywania komórek. Dokonane odkrycia nie tylko pomogą zwiększyć wydajność produkcji pluripotencjalnych komórek macierzystych, lecz także wpłyną na metody wykorzystywane w celu pozyskiwania iPSC do celów klinicznych.
Źródło: www.cordis.europa.eu
wstecz Podziel się ze znajomymi
03-03-2023
Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu
Nie zawsze zegar atomowy działa lepiej niż kwarcowy.
03-03-2023
Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid
Przez długi czas może mieć takie objawy jak zmęczenie.
03-03-2023
Uniwersytet Warszawski będzie kształcić kadry dla energetyki jądrowej
Przekazał Wydział Fizyki UW.
Recenzje