Ученые из Национального института здравоохранения Великобритании показали, как отключение древних ретровирусных генов, или «мусорной ДНК», может освободить стволовые клетки для превращения в нейроны
«Мусорная» ДНК — это та часть геномной ДНК, которая не кодирует последовательности белков.
Свое название она получила еще в 1970-х годах, однако сегодня уже известно, что она выполняет регуляторные функции и обуславливает активность определенных генов. Мутации некодирующей ДНК способны влиять на риск развития некоторых заболеваний.
В последней работе ученые показали, как древние ретровирусные гены, или «нежелательная ДНК», могут играть важную роль, помогая стволовым клеткам стать нейронами.
В статье описывается серия доклинических экспериментов, которые показали, как некоторые гены человеческого эндогенного ретровируса (HERV-K), вписанные в хромосомы 12 и 19, могут помочь контролировать дифференциацию или созревание стволовых клеток человека и превращение их в триллионы нейронов, сообщает Phys.org
Взяв кровь у здоровых добровольцев, исследователи генетически трансформировали ее в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые могут затем превратиться в любой тип клеток организма. К своему удивлению они обнаружили, что поверхность стволовых клеток выстлана большим количеством HERV-K, подтипом HML-2, белковой оболочкой, к которой часто крепятся вирусы, заражающие клетку.
Под действием препаратов на клетку эти белки постепенно исчезают: после первого приема клетка превращается в промежуточную нервную стволовую клетку, после второго окончательно становится нейроном. Этот процесс можно ускорить или замедлить.
Также команда ученых обнаружила, что взаимодействия на поверхности стволовой клетки между HML-2 и другим белком CD98HC могут ограничивать ее дифференциацию, запуская внутренние химические реакции, которые управляют ростом клеток и опухолей
Читайте еще: У переболевших коронавирусом обнаруживают длительные сбои в работе иммунитета
В ходе эволюции человеческий геном поглотил тысячи эндогенных генов ретровируса человека. В результате почти 8% ДНК, которая выравнивает наши хромосомы, включает остатки этих генов. Хотя когда-то они считались неактивными или «мусорными», недавние исследования показали, что эти гены могут быть вовлечены в эмбриональное развитие человека, рост некоторых опухолей и повреждение нервов при рассеянном склерозе.
Ранее исследователи показали, что боковой амиотрофический склероз может быть связан с активацией гена HERV-K. Они выяснили, что дезактивация гена может освободить стволовые клетки, чтобы они стали нейронами.