Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

CRISPR-активация одного гена превратила «взрослые» клетки обратно в стволовые

Исследователям удалось получить индуцированные плюрипотентные стволовые клетки из дифференцированных клеток соединительной ткани путем введения в них искусственного активатора транскрипции на основе белка Cas9. Для превращения «взрослых» клеток в стволовые оказалось достаточно активировать единственный «фактор Яманаки» — Sox2, либо Oct4. Исследование опубликовано в журнале Cell Stem Cell.



CRISPR-активация одного гена превратила «взрослые» клетки обратно в стволовые
Стволовые клетки мыши

Стволовые плюрипотентные клетки весьма востребованы в медицине — из них можно получить много разных видов клеток, например, нейроны, кардиомиоциты или клетки сетчатки, которые в дальнейшем можно использовать для трансплантации в больной орган. Кроме того, сами стволовые клетки тоже используются для трансплантации — к примеру, мы рассказывали, как трансплантация индуцированных стволовых клеток вылечила мышей от глаукомы, а инъекция стволовых клеток в мозг людей, пострадавших от инсульта, значительно улучшила состояние пациентов.

В 2012 году Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена японскому ученому Шинья Яманаке за разработку технологии превращения дифференцированных клеток обратно в стволовые — так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC). Оказалось, что для этого необходимо экспрессировать в клетках четыре белка — фактора транскрипции Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc, которые условно называют «факторами Яманаки».

Исследователи из Институтов Гладстона в США и университета Цинхуа в Китае использовали для искусственного повышения экспрессии этих факторов систему CRISPR-активации на базе модифицированного неактивного белка Cas9 (dCas9). В этой системе dCas9 используется не для редактирования, так как лишен нуклеазной активности, а как «средство доставки» активаторных или репрессорных белков к конкретному участку генома для управления экспрессией генов.

В своей работе ученые использовали в качестве искусственного активатора разработанную несколькими годами ранее конструкцию dCas9-SunTag-VP64, которая обеспечивает привлечение к регуляторному участку гена сразу множества активаторных доменов VP64 и таким образом, обеспечивает высокий уровень экспрессии выбранного гена.

Сначала исследователи использовали конструкцию для одновременной активации в мышиных эмбриональных фибробластах (дифференцированных клетках соединительной ткани) двух «факторов Яманаки» и трех других «стволовых» факторов, и убедились, что в клетках происходит ремоделирование генома и активация генов, характерных для стволовых клеток. Маркерами плюрипотентного состояния клеток служила повышенная экспрессия панели генов, в том числе Oct4, Sox2, Nanog, Esrrb, Nr5a2 и Utf1.

Далее исследователи стали активировать факторы по одному, и обнаружили, что высокий уровень активации единственного гена Sox2, который достигался привлечением к одному из его регуляторных участков (промотор S-17) dCas9, обеспечивает индукцию в плюрипотентные стволовые клетки как мышиных эмбриональных фибробластов, так и фибробластов, выделенных из кожи взрослой мыши. Полученные таким образом стволовые клетки сохраняли свои свойства как минимум в течение 20 пересевов. Активация фактора Oct4 также привела к превращению мышиных фибробластов в стволовые клетки. Для этого оказалось необходимо направить dCas9 не только к промотору гена, но и к удаленному регуляторному участку (энхансеру).

Несмотря на то, что CRISPR-активация уже использовалась для индукции экспрессии генов Sox2 и Oct4, при помощи этого подхода получить индуцированные плюрипотентные стволовые клетки еще не удавалось.

Активация «факторов Яманаки» — не единственный способ обратить дифференцировку клеток. Например, мы рассказывали, как ученые превратили клетки кожи в нейроны путем их последовательной обработки двумя «химическими коктейлями». А в нашем материале вы можете прочитать, как китайские ученые превратили стволовые клетки в сперматозоиды, пригодные для оплодотворения.

Автор: Дарья Спасская

Ссылка на источник

Tags: генетика, генная инженерия, исследования, стволовые клетки
Subscribe

Posts from This Journal “стволовые клетки” Tag

Buy for 20 tokens
Глядя на своих детей, каждый из нас рад и спокоен, когда они здоровы, когда смеются, бегают, играют. Когда им не больно. Но есть те, кто видит боль своих детей каждый день, боится отвести глаза, чтобы не потерять своего ребенка, борется за его жизнь. Ирина и Николай Османовы просят Вас о…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments