Ученые принцессы Маргарет показали, как стволовые клетки могут генерировать новые клетки крови на протяжении всей нашей жизни, изучив обширные, неизведанные области нашего генетического материала, которые содержат важные ключи к разгадке тонких биологических изменений в этих клетках.
Открытие, полученное при изучении нормальной крови, может быть использовано для улучшения методов трансплантации стволовых клеток , а также может пролить свет на процессы, происходящие в раковых клетках, которые позволяют им пережить химиотерапию и рецидивировать в рост рака через много лет после лечения.
Используя современную технологию секвенирования для выполнения полногеномного профилирования эпигенетического ландшафта стволовых клеток человека , исследование выявило важную информацию о том, как гены регулируются посредством трехмерного сворачивания хроматина.
Хроматин состоит из ДНК и белков, последние из которых упаковывают ДНК в компактные структуры и находятся в ядре клеток. Изменения в структуре хроматина связаны с репликацией ДНК, репарацией и экспрессией генов (включение или выключение генов).
Исследование, проведенное старшими научными сотрудниками Онкологического центра принцессы Маргарет, докторами. Матье Люпен и Джон Дик опубликованы в Cell Stem Cell , среда, 25 ноября 2020 г.
«У нас нет полного представления о том, что заставляет стволовые клетки функционировать определенным образом или что заставляет их работать», — говорит доктор Дик, который также является профессором кафедры молекулярной генетики Университета Торонто.
«Стволовые клетки обычно находятся в спящем состоянии, но они должны время от времени активироваться, чтобы поддерживать работу системы крови. Понимание этого перехода в активацию является ключом к тому, чтобы иметь возможность использовать силу стволовых клеток для терапии, но также и для понимания того, как злокачественные клетки изменяют этот баланс. .
«Стволовые клетки мощные, мощные и редкие. Но это острие ножа в отношении того, активируются ли они для пополнения новых кровяных клеток по требованию, или становятся изгоями, чтобы быстро делиться и развивать мутации, или тихо бездействовать в первозданном состоянии».
Понимание того, что превращает острие ножа в различные состояния стволовых клеток, на протяжении десятилетий ставило ученых в тупик. Теперь, благодаря этому исследованию, мы лучше понимаем, что определяет стволовые клетки и заставляет их функционировать определенным образом.
«Мы исследуем неизведанную территорию», — говорит д-р Матье Люпьен, который также является доцентом кафедры медицинской биофизики Университета Торонто. «Нам пришлось изучить происхождение генома клеток, чтобы понять, почему одни могут самообновляться на протяжении всей нашей жизни, а другие теряют эту способность. Мы должны были выйти за рамки того, что может сказать нам одна только генетика».
В этом исследовании ученые сосредоточились на часто упускаемых из виду некодирующих областях генома: обширных участках ДНК, свободных от генов (то есть не кодирующих белки), но, тем не менее, содержащих важные регуляторные элементы, которые определяют, включены ли гены. .
Среди этой некодирующей ДНК, составляющей около 98% генома, скрыты важные элементы, которые не только контролируют активность тысяч генов, но также играют роль во многих заболеваниях.
Исследователи изучили две отдельные человеческие гемопоэтические стволовые клетки или незрелые клетки, которые проходят несколько этапов, чтобы превратиться в разные типы клеток крови, такие как белые или красные кровяные тельца или тромбоциты.
Загрузка...
