Израильтяне, возможно, смогут в будущем производить «запасные» части тела, ткани и клетки

Новаторское исследование, проведенное под руководством профессора Йосси Буганима из Института медицинских исследований медицинского факультета Еврейского университета Иерусалима и профессора Томми Каплана из Школы компьютерных наук и инженерии и факультета вычислительной биологии Университета Хьюстона, выявило 14 000 уникальных участков в ДНК, которые вместе образуют самый элементарный план эмбриогенеза - создание эмбрионов.

Результаты исследования были опубликованы в престижном журнале Nature Communications под заголовком «Сравнительный параллельный мультиомный анализ при индукции состояний плюрипотентности и трофэктодермы» (Comparative parallel multi-omics analysis during the induction of pluripotent and trophectoderm states).

Клетки кожи, взятые у неиспользованного эмбриона, могут быть перепрограммированы в другие типы клеток, так как искусственные эмбриональные стволовые клетки, изготовленные из клеток кожи, идентичны естественным стволовым клеткам, которые развиваются на самых ранних стадиях процесса эмбрионального развития и отвечают за развитие всех клетки плода. Однако они не могут создавать эмбриональные ткани, находящиеся вне эмбриона, такие как плацента.

В 2006 году японские ученые вставили четыре эмбриональных гена в клетки кожи и успешно перепрограммировали эти клетки кожи, чтобы они действовали как эмбриональные стволовые клетки.

В 2015 году Буганим и его команда первыми в мире открыли, как создавать искусственные плацентарные стволовые клетки из клеток кожи. Этот шаг позволяет ученым создать два самых ранних типа стволовых клеток в процессе эмбрионального развития, которое происходит сразу после того, как сперматозоиды оплодотворяют яйцеклетку.

Исследовательская группа HU, в которую входили аспиранты Мохаммад Джабер, Ахмед Радван и Нетанель Лойфер, внимательно изучила процесс, через который проходят клетки кожи, чтобы превратиться в эмбриональные или плацентарные стволовые клетки.

«Мы проанализировали изменения, которые претерпевают клетки кожи, чтобы изменить свою идентичность и стать одним из двух самых ранних типов стволовых клеток. Мы также рассмотрели изменения в экспрессии генов клеток кожи, в доступности и активности ДНК в ядре меняющейся клетки кожи и в эпигенетических маркерах.. Все это имеет решающее значение при попытке превратить клетку кожи в искусственную эмбриональную или плацентарную стволовую клетку», - пояснил Буганим.

Исследователи обнаружили, что изменения, которые происходят в клетках кожи, чтобы стать либо эмбриональными, либо плацентарными искусственными стволовыми клетками, полностью отличались друг от друга на каждом уровне, несмотря на тот факт, что обе они начинались как клетки кожи.

Когда клетка кожи трансформируется в искусственную эмбриональную стволовую клетку, части ДНК, отвечающие за создание мозга, сердца и печени, начинают реорганизовываться и готовятся к дифференцировке при получении правильного сигнала в клетки мозга, сердца или печени.

С другой стороны, когда те же самые клетки трансформировались в искусственную плацентарную стволовую клетку, участки ДНК начали реорганизовываться, позволяя изменяющейся клетке имплантироваться и притягивать кровеносные сосуды - явление, которое происходит естественным образом, позволяя эмбриону имплантироваться в плаценту.

Самое замечательное открытие было сделано, когда команда сравнила два процесса бок о бок и рассмотрела химическую молекулу под названием метил, которая взаимодействует с определенными областями ДНК и отвечает за подавление их экспрессии.

«Мы обнаружили, что искусственные плацентарные стволовые клетки содержат около 14 000 участков ДНК с метилом, но их нигде не было видно в искусственных эмбриональных стволовых клетках», - сообщил Буганим.

Когда исследовательская группа попыталась понять значение этих областей ДНК, они обнаружили, что они отвечают за создание всех органов и клеток в развивающихся эмбрионах, от мозга, сердца, печени и почек до скелета, спинного мозга и соединительных тканей.

Ученые отметили, что в будущем это важное открытие может помочь объяснить защитную систему эмбриона, которая предотвращает развитие ранних плацентарных клеток в эмбриональные клетки.

Ранее Курсор писал, что в США будут применять израильскую технологию для диагностики болезни почек. Еще один продукт израильской компании Healthy.io начнут применять в США для раннего выявления ухудшения работы почек.

Прорыв в клонировании: ученые разработали гораздо более безопасный и экономичный метод. Ученые смогли создать клоны мышей из лиофилизированных клеток.

Курсор сообщал, что в Британии разработали метод борьбы с онкологией с помощью МРТ.