Несмотря на знаменитое «бессмертие» эмбриональных стволовых клеток, их способность к бесконечному делению все же ограничена. После очень долгого детства, заключающегося в бесконечном делении в лабораторной пробирке, в конце концов стволовые клетки все же взрослеют и становятся «нормальными» взрослыми клетками нервной или мышечной ткани, или, например, крови – и больше к первозданному состоянию никогда уже не возвращаются.

Группа ученых из Инстута Солка (Salk Institute for Biological Studies) готовит результаты своей работы к публикации в «Протоколах Национальной Академии Наук» (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Ученые под руководством профессора Хуана Карлоса Бельмонте (Juan Carlos Ispizua Belmonte) из лаборатории экспрессирования генов продемонстрировали, как

Nanog

, белок, обладающий свойством связывать ДНК, может вернуть эмбриональные стволовые клетки мышей, начинающие дифференцироваться в мышечные клетки, обратно в незрелое состояние. Имя «Nanog» дано белку в честь города вечной молодости из кельтских мифов Тир-Нан-Ог.

Nanog является критическим фактором того, что в клеточной биологии принято называть «стволовостью» клеток, свойства, состоящего их двух моментов: способности эмбриональных клеток делиться и самообновляться и способностью превращаться в клетки практически любого типа («плюрипотентностью»).

В этом году те же авторы уже публиковали исследование о том, что некоторые из эмбриональных стволовых клеток имеют тенденцию в лабораторных условиях терять «стволовость» и превращаться в клетки-предшественники мышечных, скорее всего под воздействием мышечного фактора дифференциации, известного, как BMP. Однако стоило заставить эти взрослеющие клетки начать производить Nanog, как они возвращались к первоначальному состоянию и снова становились плюрипотентными.

Ведущим автором обоих исследований является Ацуши Судзуки (Atsushi Suzuki). По его словами, когда действие BMP заставляет эмбриональные стволовые клетки превращаться в мышечные, он активирует действие белка под названием Smad1, связывающего ДНК, и оказывающего действие, противоположное действию Nanog – включающее ген, управляющий развитием мышечной клетки. Smad1 обладает таким действием только в присутствии со-активаторов, стимулирующих экспрессию генов.

Ученые обнаружили, что Nanog в эмбриональных стволовых клетках, пытающихся дифференцироваться раньше времени, на самом деле связывается со Smad1 и не дает ему тем самым связаться с необходимыми со-активаторам. Когда Smad1 оказывается таким образом выключенным, клетки снова возвращаются в состояние вечной молодости.

– Обнаруженные нами молекулярные механизмы можно использовать для того, чтобы возвращать дифференцированные клетки в стволовое состояние, – говорит Судзуки.

Открытие ученых имеет крайне важное значение для развития регенеративной медицины. Ведь удается же таким животным, как саламандры, регенерировать утраченные конечности! Для того, что бы и человеческие ткани можно было регенерировать, с целью лечение, например, нейродегенеративных заболеваний, или диабета, врачам понадобится навык искусственной манипуляции факторами, способными вернуть взрослые клетки мозга или поджелудочной железы в состояние «вечной молодости».

«Стволовые клетки» по материалам www.medicalnewstoday.com