Каждый исследователь стволовых клеток знает протеин Nanog, потому что он гарантирует, что эти универсалы продолжат обновляться. Спорные дискуссии развернулись вокруг того, как регулируется количество белка Nanog в клетке. «До сих пор часто предполагалось, что Nanog активируется, чтобы сохранить плюрипотентность в эмбриональных стволовых клетках», — объясняет д-р.
Карстен Марр. Он возглавляет исследовательскую группу по количественной динамике отдельных клеток в Институте вычислительной биологии (ICB) Мюнхенского центра им. Гельмгольца. Вместе с коллегами из ETH Zurich он и его команда разработали алгоритм под названием STILT (стохастический вывод на деревьях происхождения), который теперь опровергает это предположение.
Используя STILT, ученые оценили данные экспрессии белка с временным разрешением (уже собранные в 2015 году) для отдельных клеток, в которых Nanog можно было обнаружить посредством слияния с флуоресцентным белком. «Мы сравнили измеренную таким образом динамику Nanog с тремя разными моделями. Одной из проблем здесь было количественное сравнение моделей, а другой — учет деления стволовых клеток в алгоритме », — сообщает первый автор Dr. Джастин Фейгельман, переехавший из Helmholtz Zentrum Munchen в ETH Zurich в качестве постдока. «Результаты показывают, что Nanog регулируется так называемой петлей отрицательной обратной связи, что означает, что чем больше Nanog содержится в клетках, тем меньше будет воспроизводство.»
Перенесено с компьютера на чашку Петри
Чтобы проверить эти результаты, ученые подсчитали, что произойдет, если произойдет искусственное повышение уровня белка Nanog. «Затем нам действительно удалось подтвердить гипотезу, выдвинутую STILT, в дополнительном одноклеточном эксперименте с повышенным содержанием Nanog», — объясняет руководитель исследования Марр.
Благодаря своим исследованиям ученые обещают лучшее понимание обновления стволовых клеток и надеются, что эти знания могут быть полезны для медицинских приложений в будущем. «В будущем мы также будем применять STILT к другим данным одиночных клеток с временным разрешением, что даст нам представление о лежащих в основе механизмов регуляции молекулярных генов», — объясняет Марр.
Программа STILT находится в свободном доступе для других ученых в Интернете: www.imsb.этц.ch / research / claassen / Software / stilt — стохастический вывод-на-родословных-деревьях.html