А теперь главный преподаватель Гарвардского института стволовых клеток Александр Мейснер, доктор философии, сообщает об еще одной важной вехе, на этот раз внесении своего вклада в многослойный проект эпигеномики дорожной карты человека, финансируемый Национальным институтом здравоохранения. Эпигенетика — это исследование того, как более 200 типов клеток человека (например, мышечные клетки, нервные клетки, клетки печени и т. Д.) Могут иметь идентичный набор генов, но выражать их по-разному. Частично ответ заключается в том, как упакована ДНК: узкие участки заставляют гены молчать, а открытые участки позволяют транслировать гены в белки. Стволовые клетки дифференцируются в различные типы клеток, маркируя определенные гены, которые будут открываться и закрываться после деления.
Новое исследование Мейснера, опубликованное в виде письма в журнале Nature, описывает динамику метилирования ДНК в широком диапазоне типов клеток человека. С химической точки зрения эти метки представляют собой добавление метильной группы — одного атома углерода, окруженного тремя атомами водорода (CH3) — в любом месте, где нуклеотид цитозина находится рядом с нуклеотидом гуанина в последовательности ДНК.Команда Мейснера во главе с аспирантом Майклом Зиллером из Гарвардского факультета стволовых клеток и регенеративной биологии картировала почти все 28 миллионов пар цитозин-гуанин среди 3 миллиардов нуклеотидов, составляющих ДНК человека, а затем захотела узнать, какие из них эти 28 миллионов являются динамическими или статическими для всех типов ячеек.
«Когда мы спросили, сколько из них меняется, ответ был очень малым», — сказал Мейснер. Исследователи обнаружили, что восемьдесят процентов из 28 миллионов пар цитозин-гуанин в значительной степени неизменны и могут не участвовать в регуляции типов клеток, в то время как динамические находятся на сайтах, релевантных для экспрессии генов, в частности, в дистальных регуляторных сайтах. такие как усилители. «Важно отметить, что это позволяет нам улучшить наши текущие подходы к нанесению на карту этого важного знака с помощью более целенаправленных стратегий, которые по-прежнему отражают большую часть динамики», — сказал Мейснер.Карта метилирования, созданная лабораторией Мейснера, является частью более крупного консорциума Национальных институтов здравоохранения (NIH), целью которого является изучение всех различных эпигенетических модификаций, обнаруженных в большом количестве типов клеток и тканей человека.
Ранее в этом году лаборатория Мейснера зафиксировала всю экспрессию генов и многослойную эпигенетическую динамику, которая имеет место при ранней дифференцировке стволовых клеток, когда они готовятся к разделению на следующий тип клеток, обреченный на судьбу.Помимо своих ролей в Гарварде, Мейснер связан с Институтом Броуда и Нью-Йоркским фондом стволовых клеток.
Только в 2007 году он был аспирантом и быстро зарекомендовал себя как лидер в области эпигенетики. «Просто так получилось, что мы находимся в нужное время и в нужном месте, как физически, так и в некотором роде», — сказал он. «Всего пять лет назад у нас был бы тот же вопрос, но у нас не было бы тех же инструментов, чтобы ответить на него».