Ученые из Пенсильванского университета раскрыли механизм превращения идентичных стволовых клеток в различные клетки тканей и органов. Они проследили этапы всех преобразований в результате действия белка FoxA2, который играет в этом процессе важную роль.

Во время эмбрионального развития стволовые клетки зародыша получают определенные молекулярные сигналы, которые определяют их дальнейшую судьбу. Они могут стать клетками печени, поджелудочной железы или клетками другого типа. Этот сложный процесс происходит с помощью специфических белков — факторов транскрипции, которые получают доступ к плотно упакованной внутри каждой клетки ДНК, чтобы активировать только определенные гены. До настоящего момента ученые не знали, как эти белки-пионеры «взламывают» ДНК.

Новое исследование показало, что FoxA2 захватывает хромосомные белки и раскрывает ДНК.

Это позволяет другим специализированным регуляторным белкам получить доступ к генетическому материалу и активировать те гены, которые нужны для формирования конкретного органа.

Роль FoxA2 очень важна для нормального развития зародыша, показали эксперименты на моделях мышей. Когда ученые вносили хотя бы малейшие изменения в последовательность аминокислот, из которых состоит белок, то это приводило к гибели потомства или очень значительным дефектам внутренних органов.

Известно, что FoxA2 работает в команде, чтобы достигнуть своих целей. «В процессе формирования органов присутствуют и другие факторы. Благодаря нашей дорожной карте, мы сможем быстрее их найти», — заключил соавтор исследования Кеннет Зарет.

Открытие имеет важное значение для развития регенеративной медицины. Понимая механизмы преобразования клеток, ученые смогут управлять процессом их роста и развития для терапевтических целей.

Тем временем в другом исследовании сообщается, что факторы транскрипции не являются пусковым механизмом для преобразования стволовых клеток в специализированные. Это означает, что сопутствующих факторов для «самоопределения» стволовых клеток может быть очень много.