Ученые перепрограммировали стволовые клетки эмбриона для изучения развития плода
Ученые из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили способ перепрограммирования эмбриональных стволовых клеток мыши, что позволило наблюдать за развитием плода. Новое исследование было опубликовано в журнале Science.
Для того, чтобы включить геном (полный набор генов), унаследованных от каждого родителя-зародыша млекопитающих необходимо передислоцировать группу белков. Метаболические белки обычно находятся в энергогенерирующих митохондриальных клетках, переходят к ДНК-содержащим ядрам около двух дней после того, как эмбрион оплодотворил мышь, согласно новому исследованию, во главе с главным автором Упталом Банерджи.
В начале развития, эмбрионы млекопитающего или зиготы, имеют все материалы, необходимые для роста и разделения от генов и белков, которые содержатся в яйцеклетке. Но после нескольких клеточных делений, зиготе необходимо активировать свой собственный геном. Исследователи никогда полностью не понимали, как делается этот сдвиг. Они знали, что определенные метаболические соединения, такие как пируват, были необходимы, но также отметили, что митохондрии, которые обычно обрабатывают пируват в энергию, были небольшими и неактивными во время этой стадии развития.
Банерджи и его коллеги подтвердили, что пируват требовался для зиготы, чтобы активировать их геномы путем выращивания зигот мыши. Затем, как в мышиных и человеческих эмбрионах, исследователи использовали ряд методов для определения местоположения белков, которые обрабатывают пируват через метаболическую программу под названием ЦТК. Непосредственно перед этим, эмбрионы активируют их геномы, на стадии двух клеток у мышей, и белки ЦТК перемещаются из митохондрий в ядрах клеток. В то время как клетки мыши, выращенные в чашках, не имеющих пирувата, обычно перестают расти на стадии двух клеток, но исследователи могли бы спасти эти клетки путем добавления метаболического соединения, которое произвели на ЦТК. Повторяя некоторые из экспериментов в человеческих эмбрионах, они подтвердили, что метаболические белки перемещаются из митохондрий в ядро.
Важность метаболических белков на раннем эмбриональном развитии может повлиять на будущие методы лечения некоторых видов бесплодия. Кроме того, исследователи предполагают, что некоторые стволовые клетки, которые обладают сходными свойствами метаболизма на ранних зиготах, в том числе раковых стволовых клетках, можно переместить белки ЦТК. Лучшее понимание может пролить свет на клеточную стволовую биологию и изменить методы лечения рака.
