Генетикам из японского института RIKEN под руководством Эрика Арнера (Erik Arner) совместно с коллегами по международному научному проекту FANTOM5, в котором участвуют исследователи из 114 институтов 20 стран, смогли разобраться в едином механизме развития всех клеток млекопитающих, как здорового, так и имеющего отклонения от нормы. Об этом сообщается в пресс-релизе RIKEN.
Учёные уже давно знали, что клеточный геном управляет дифференциацией клеток — то есть их развитием, как «нормальным», от состояния стволовых клеток до специализированных клеток мышц, кожи и так далее, так и аномальным, в условиях стресса или болезни. В общих чертах было ясно, что это происходит за счёт активации определённых участков ДНК (генов), их транскрипции (чтения) и синтеза на основе полученной таким образом информации нужных для видоизменения клетки белков. Однако детали этого процесса оставались тайной.
Японские учёные, вместе с коллегами по FANTOM5, проанализировали развитие 19 типов человеческих клеток и 14 — мышиных. Анализ вёлся с помощью новой технологии CAGE, разработанной в рамках проекта FANTOM. Эта технология позволяет выявлять начальные точки транскрипции генов на разных этапах жизни клеток, от состояния стволовых до уже дифференцированных, через промежуточные этапы.
Оказалось, что когда клетке поступает сигнал дифференцироваться, первыми, в течение 15 минут, активируются специальные гены-энхансеры (от англ. enhance — улучшать). Затем энхансеры в течение 30-100 минут запускают действие других генов — факторов транскрипции, которые начинают процесс «чтения» генома и, таким образом, запускают цепочку дальнейших изменений, в результате которых клетка становится дифференцированной. От того, какие именно энхансеры будут активированы, и зависит направление развития клетки.
Интересно также, что энхансеры находятся в совсем другой части ДНК, чем факторы транскрипции, но, тем не менее, являются для них необходимым «спусковым крючком».
По словам руководителя исследования Эрика Арнера, «это очень волнующее открытие, так как оно даёт нам лучшее понимание сложных процессов, происходящих, когда клетки адаптируются и дифференцируются».
В последнее время учёным из разных стран удалось пролить свет на многие механизмы, лежащие в основе жизнедеятельности клеток. Так, недавно удалось полностью изучить движение белков в клетке бактерии (которое оказалось удивительно сложным) и разработать метод удлинения теломер — части хромосом, тесно связанной с процессом старения. Последнее достижение, возможно, откроет путь к продлению жизни.
