Nowe spojrzenie na mechanizmy działania czynników reprogramowujących komórki
Zachowanie i ochrona tożsamości komórek to złożony proces, w którym do utworzenia określonego profilu ekspresji genów niezbędne jest skoordynowane działanie wielu czynników transkrypcyjnych. Dokładne poznanie tych mechanizmów pozwoli bezpośrednio przekształcać wybrane komórki w komórki innego typu przy użyciu konkretnych czynników transkrypcyjnych, co zwiększy skuteczność terapii polegających na wymianie komórek. Mimo że przeprowadzono już kilka przypadków transdyferencjacji, większość komórek jest oporna na bezpośrednie różnicowanie się do innego typu komórek nawet przy odpowiedniej manipulacji czynnikami transkrypcyjnymi. Zgromadzone dotąd dowody sugerują, że na ograniczanie skuteczności reprogramowania komórkowego duży wpływ mają mechanizmy inhibicyjne. Mechanizmy te często wykorzystują czynniki blokujące dostęp do chromatyny w drodze modyfikacji histonów lub promowania remodelowania struktur chromatyny. Uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu REPROL53U48 zbadali czynniki hamujące przeprogramowywanie komórek, chcąc określić, czy działają one tak samo we wszystkich tkankach i u wszystkich gatunków. Aby osiągnąć ten cel, zespół przeprowadził przesiewowe badania metodami genetyki klasycznej i odwrotnej nicienia Caenorhabditis elegans. Badania te pozwoliły zidentyfikować czynniki hamujące indukowanie losu komórek nerwowych i mięśniowych w różnych tkankach. Działania badaczy skupiły się na białkach opiekuńczych histonów – LIN-53 – których działanie hamujące przemianę komórek zarodkowych w określone neurony lub komórki mięśniowe zostało już potwierdzone. Białka LIN-53 oddziałują również na kompleks PRC2 w komórkach zarodkowych, pośrednicząc w wyciszaniu chromatyny. Podczas realizacji projektu REPROL53U48 naukowcy odkryli, że białka LIN-53 oddziałują również z kompleksem remodelowania chromatyny NuRD, co wspomaga utrzymanie integralności mięśni. Łącznie dokonane odkrycia potwierdzają złożoność tożsamości komórek i sugerują, że manipulowanie ekspresją określonych czynników transkrypcyjnych może skutecznie kierować procesem reprogramowania losu komórek. Dalsze badania nad mechanizmami regulującymi ekspresję czynników reprogramowujących z pewnością pozwolą ulepszyć terapie wymiany komórek i pomóc pacjentom cierpiącym na choroby degeneracyjne, takie jak choroba Parkinsona, choroba Alzheimer czy zanik mięśni.
Słowa kluczowe
Przeprogramowywanie komórek, REPROL53U48, LIN-53, kompleks PRC2, NuRD
