Значительный прорыв в понимании биологии эмбриональных стволовых клеток совершен учеными Институтагенетики Смёрфита Тринити-колледжа Дублина (Smurfit Institute of Genetics at Trinity College Dublin), Ирландия. Полученные в ходе этого исследования данные представляет значительный интерес для тканевой инженерии и регенеративной медицины. Группа во главе с доктором Адрианом Брейкеном (Adrian Bracken), финансируемая Научным фондом Ирландии (Science Foundation Ireland), недавно опубликовала результаты своего исследования в журнале Nature Structural & Molecular. 
На рисунке: ДНК в ядре клетки «накручена» на структуру, называемую нуклеосомой. Изменения в 3D структуре ДНК важны для экспрессии генов
Новое исследование описывает процесс «выключения» генов, «включенных» в эмбриональных стволовых клетках (ЭСК), имеющий решающее значение для превращения стволовых клеток в различные типы дифференцированных клеток, такие как нейроны, клетки крови или сердца. Это особенно актуально в связи с потенциалом этих клеток в регенерации пораженных тканей и органов, а также в лечении целого ряда заболеваний, включая болезнь Паркинсона, диабет и травмы спинного мозга. В работе ирландских ученых рассматриваются и эпигенетические аспекты дифференциации ЭСК.
Эпигенетика объясняет, почему клетки организма, имеющие совершенно одинаковый набор генов, настолько различны функционально. Так, например, нейрон и мышечная клетка выглядят и ведут себя очень по-разному, но их ДНК содержит одни и те же гены. Изучение эпигенетики помогло ученым понять, что каждый тип клеток имеет свой уникальный паттерн «выключенных» и «включенных» генов. Возникновение клеток разных типов объясняется именно этими различиями.
Исследование ирландских ученых сосредоточено на роли белка PHF19, относящегося к группе «Polycomb», в мышиных эмбриональных стволовых клетках. Аспирант лаборатории доктора Брейкена Джерард Брайен (Gerard Brien), ведущий автор статьи, показал, что без PHF19 эмбриональные стволовые клетки неспособны генерировать специализированные клетки – клетки сердца, легких или мозга. Он установил, что PHF19 играет решающую роль в «переключении» генов ЭСК из состояния «on» в состояние «off» во время их трансформации в специализированные клетки. Белок PHF19 делает это путем считывания эпигенетического маркера H3K36me3, который находится только на экспрессирующихся генах. Затем PHF19 рекрутирует дополнительные Polycomb и другие белки, которые заменяют H3K36me3 другой химической меткой, H3K27me3, присутствующей на «выключенных» генах.
Комментируя полученные результаты, доктор Брейкен заявил: «Это открытие, касающееся PHF19, является важным шагом вперед в нашем понимании того, как специализируются стволовые клетки. Помимо актуальности для регенеративной медицины оно может оказать влияние и на будущие методы лечения рака. Мы изучаем и близкий к PHF19 белок EZH2, также из группы Polycomb, который мутирован при лимфоме – типе рака крови. Для лечения таких пациентов разработано несколько новых препаратов, мишенью которых является EZH2. Полученные нами новые данные говорят о том, что пациентов с лимфомой можно лечить и ингибиторами PHF19. Эта работа, финансируемая Научным фондом Ирландии, уже ведется».
Источник: LifesciencesToday
