Иногда меньше означает больше. Учёные создали новый вид стволовых клеток человека, которые имеют только половину генома. Клетки можно превратить в любые ткани в организме человека, несмотря на то, что они содержат всего один набор хромосом.
Открытие, по мнению экспертов, предоставляет важный инструмент для разработки методов лечения целого ряда заболеваний, включая рак и бесплодие.
Открытие нового типа стволовых клеток было сделано исследователями из Еврейского университета Иерусалима (The Hebrew University of Jerusalem) и медицинского центра Колумбийского университета (Columbia University Medical Center).
Напомним, что большинство клеток в организме человека содержат информацию о нём в виде ДНК, которая упакована в два набора хромосом – по одному от каждого родителя (23 от матери и 23 от отца). Такие клетки называются диплоидными клетками.
Яйцеклетки и сперматозоиды являются исключением. Они представляют собой гаплоидные клетки с одним набором хромосом. Они не могут нормально делиться сами по себе. Половые клетки объединяются при оплодотворении, чтобы создать диплоидные клетки, которые в конечном итоге образуют плод.
Эмбриональные стволовые клетки являются диплоидными клетками, из которых строятся все ткани в организме. Теперь учёные получили гаплоидные эмбриональные стволовые клетки с одним набором хромосом. Для этого они заставили делиться неоплодотворённые яйцеклетки, а затем, «подкрасив» ДНК флуоресцирующими белками, отделили гаплоидные стволовые клетки от более распространённых диплоидных.
Новый тип стволовых клеток является первыми человеческими клетками, которые способны на клеточное деление, имея копию генома только одного родителя. К слову, для всех участников исследования стало сюрпризом, что такие клетки способны делиться и превращаться в различные клетки организма.
«Большинство исследователей считали, что человеческие гаплоидные клетки не смогли бы делиться и дифференцироваться в различные типы клеток», — говорит автор исследования Нисим Бенвенисти (Nissim Benvenisty).
Поскольку учёные показали, что они могут это делать, это ставит интересный вопрос о том, почему для нашего появления нужно два родителя, а не один, добавляет Бенвенисти.
Новые эмбриональные стволовые клетки потенциально могут быть использованы для создания яйцеклеток и сперматозоидов для бесплодных пар.
Пожалуй, самый важный аспект этой научной работы состоит в том, что открытие может быть использовано и в генетическом обследовании. Обнаружение влияния одиночных генов, которые подвергаются мутациям в наших клетках и вызывают болезни, осложняется тем, что вторая копия гена может служить здоровой резервной копией. Теперь учёные могут сделать гаплоидный вариант любой клетки человеческого организма с одним набором хромосом, затем видоизменить гены одного и сразу увидеть, как поведёт себя клетка.
Бенвенисти и его коллеги будут использовать свои новые стволовые клетки, чтобы исследовать мутации в генах, вовлеченных в развитие опухолей и сопротивляющихся химиотерапии.
«Это исследование дало нам новый тип стволовых клеток человека, которые будут иметь большое значение для генетических и медицинских исследований, — считает Бенвенисти. – Эти клетки обеспечат исследователей новым инструментом для улучшения нашего понимания процессов развития человека».
«Эта научная работа является выдающимся примером того, как сотрудничество между различными институтами на разных континентах может решить фундаментальные проблемы в области биомедицины», — добавляет другой автор исследования Дитер Эгли (Dieter Egli).
Учёные представили свои выводы в научном журнале Nature.
Автор: Евгения Ефимова