Впервые стволовые клетки были получены с помощью технологии CRISPR

Впервые в науке исследователи из Института Гладстоуна превратили клетки кожи мышей в стволовые клетки, активируя определенный ген с использованием технологии CRISPR. Инновационный подход предлагает потенциально более простой метод получения столь ценного для научных исследований типа клеток.

«Это совершенно новый способ произвести индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, который принципиально отличается от существующих способов, — говорит автор работы Шэн Дин, старший научный сотрудник Gladstone, — в начале исследования мы не думали, что это сработает, но хотели хотя бы попытаться ответить на вопрос: возможно ли перепрограммировать клетку, просто изменив определенное место в геноме? И ответ «Да».

Плюрепотентные стволовые клетки могут быть превращены в практически любой тип клеток в организме. В результате они являются ключевым терапевтическим ресурсом для текущих неизлечимых состояний, таких как сердечная недостаточность, болезнь Паркинсона и слепота. Они также предоставляют отличные модели для изучения заболеваний и важным инструментом для тестирования новых лекарственных препаратов.

В 2006 году старший следователь Гладстона Шинья Яманака, доктор медицины, получил искусственные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) посредством воздействия на обычные клетки эпителия четырьмя ключевыми белками. Эти белки, называемые транскрипционными факторами, отключали гены, связанные с клетками кожи, и включали гены, связанные со стволовыми клетками.

Основываясь на работах Шинья Яманака, другие учёные разработали ещё один способ получить iPSCs на этот рах путем добавления в клетки коктейля из определённых химических веществ. Последнее исследование под руководством Шэна Дина открыло новый, уже третий способ превратить клетки кожи в стволовые клетки, непосредственно манипулируя геномом с использованием методов регуляции гена CRISPR.

«Очень полезно иметь различные варианты создания iPSCs в случаях, когда ученые столкнутся трудностями с одним подходом, — говорит Дин, — открытый нами подход может привести к более простому способу создания iPSC или быть использован для прямого перепрограммирования клеток кожи в другие типы клеток, такие как клетки сердца или мозга».

CRISPR — это мощный инструмент, который может точно манипулировать геномом, нацеливая уникальную последовательность ДНК. Эта последовательность ДНК затем либо окончательно удаляется, либо заменяется, либо временно включается или выключается.

Команда Дина нацелилась на два гена, которые наиболее выражены только в стволовых клетках и, как известно, являются неотъемлемой частью плюрипотентности: Sox2 и Oct4. Подобно факторам транскрипции, эти гены включают другие гены стволовых клеток и отключают те, которые связаны с различными типами клеток.

Исследователи обнаружили, что с помощью CRISPR они могут активировать Sox2 или Oct4 для перепрограммирования клеток. Фактически, они показали, что нацеливание на одно место в геноме было достаточно, чтобы вызвать естественную цепную реакцию, которая привела к перепрограммированию обычной клетки в iPSC.

Для сравнения, четыре транскрипционных фактора обычно используются для создания iPSC с использованием метода, открытого Шинья Яманака в 2006 году. Более того, один фактор транскрипции обычно нацелен на тысячи геномных мест в клетке и изменяет экспрессию генов в каждом месте. По словам Дина: «В отличие от метода Яманака, в нашем случае достаточно изменить только одно место в геноме, чтобы получить искусственную плюрипотентную стволовую клетку. Теперь мы хотим понять, как весь этот процесс распространяется из одного места на весь геном».

Источник: ScienceDaily