Исследование объясняет молекулярный механизм, позволяющий эмбриональным стволовым клеткам мыши выдерживать состояние, сходное с диапаузой, сохраняя при этом плюрипотентность. Целью было найти общий ответ, который поддерживает клеточную идентичность при длительно пониженном обмене веществ или при отсутствии сигналов роста.
В серии экспериментов команда моделировала разные пути к диапаузе: ингибирование mTOR как модель нехватки питательных веществ и применение BET-ингибитора I-BET151, разработанного в лаборатории, чтобы имитировать дефицит Myc. В обоих случаях клетки показали резкое снижение метаболизма, продукции РНК и синтеза белка, но при этом сопротивлялись попыткам принудительной специализации. После снятия ингибиторов они возобновляли нормальное развитие и могли участвовать в формировании здоровых эмбрионов.
Общий ответ включал активацию генов, действующих как тормоза на путь MAP-киназы, обычно стимулирующий дифференцировку. Исследователи обнаружили, что разные стрессоры смещают белок Capicua, который обычно удерживает эти тормозные гены в молчании; удаление Capicua разрешало запуск тормозов и приводило к потере плюрипотентности и быстрой специализации.
Работа опирается на эпигенетические исследования лаборатории Александра Тараховского, в том числе на имитацию гистонов, и предполагает более широкие последствия. Тот же тормозной механизм может объяснять, как иммунные клетки, тканевые стволовые клетки, вирусы и раковые клетки переживают длительный метаболический стресс; группа также изучает возможное влияние похожих программ на старение нейронов и их устойчивость к повреждениям.
Сложные слова
- диапауза — состояние временной приостановки развития организмадиапаузой
- плюрипотентность — способность клетки давать разные типы клеток
- ингибирование — процесс подавления активности белка или пути
- метаболизм — набор химических реакций в клеткеметаболизма
- дифференцировка — процесс превращения клетки в специализированнуюдифференцировку
- эпигенетический — относящийся к изменениям активности геновэпигенетические
- синтез — образование сложных молекул в клеткесинтеза
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Как, по-вашему, понимание такого тормозного механизма может помочь в разработке медицинских методов лечения рака или восстановления тканей?
- Какие преимущества и риски вы видите в использовании программ, похожих на описанную, для защиты нейронов от повреждений при старении?
- Какие дополнительные эксперименты вы бы предложили, чтобы проверить, действует ли этот механизм в других типах клеток, упомянутых в статье?
Похожие статьи
Отцовский микропластик вызывает метаболические нарушения у потомства мышей
В эксперименте на мышах учёные показали, что воздействие отца на микропластик связано с ухудшением обмена веществ у его потомства. Эффекты были выражены особенно у самок и связаны с изменениями малых РНК в сперме.
