Учёные выяснили, как эмбриональные клетки могут «засыпать» на месяцы, останавливая развитие до лучших времён. Этот генетический механизм объясняет, как у многих млекопитающих работает отложенная беременность, и почему некоторые раковые клетки годами скрываются от лечения.
У сотен видов — от мышей до тюленей — встречается эмбриональная диапауза. Если самка испытывает голод или стресс, развитие зародыша останавливается на стадии бластоцисты — небольшого шарика из сотен клеток. Эмбрион может находиться в таком состоянии неделями и даже месяцами, не старея и не разрушаясь. Как только условия улучшаются, он снова начинает развиваться.
Главный вопрос для биологов заключался в том, как клетки удаются сохранять плюрипотентность и одновременно «выключать» рост. Команда из Университета Рокфеллера провела серию экспериментов с эмбриональными стволовыми клетками мышей, имитируя состояние дефицита энергии. Учёные применяли ингибиторы белка mTOR и препарат I-BET151, который подавляет работу регуляторных белков и создаёт эффект недостатка факторов роста.
Несмотря на разные воздействия, клетки отвечали одинаково: резко снижали расход энергии и синтез белков, но сохраняли способность превращаться в любые ткани. Анализ показал, что защитный механизм запускают белки Capicua. В обычном состоянии они блокируют гены-тормоза, но при стрессе «освобождают» эти участки ДНК. Тогда гены-тормоза начинают работать и выключают сигнальный путь MAP-киназы — тот самый путь, который обычно заставляет клетку специализироваться.
Когда исследователи искусственно отключали эти внутренние тормоза, клетки моментально теряли универсальность и начинали бесконтрольно развиваться. Так учёные подтвердили, что найденный механизм является основным переключателем режима ожидания.
Открытие помогает понять не только стратегии выживания эмбрионов. Вероятно, тот же принцип используют опухолевые и некоторые иммунные клетки: они могут «засыпать», переживая нехватку питания или воздействие лекарств, а затем снова начинать делиться. Понимание этого процесса открывает новые возможности для разработки терапии, которая сможет выводить такие клетки из скрытой фазы и делать лечение более эффективным.
Источник: Naked Science
Рекомендуем также: