Наше тело состоит из клеток, которые приобрели характеристики в процессе развития и выполняют определенную функцию в каждом органе: мы называем эти дифференцированные клетки. Обычно клетки сохраняют свою специфичность до тех пор, пока они не умирают, но было доказано, что некоторые клетки могут изменять состояние и приобретать новые функции.
Это редко, но встречается у многих видов и называется «трансдифференцировкой».Команда исследовала этот процесс на C. elegans, небольшой прозрачной нематоде, ректальная клетка которой естественным образом превращается в двигательный нейрон. Это изменение от одного типа клеток к другому происходит без деления клеток, путем последовательности четко определенных шагов, которые всегда приводят к одному и тому же результату.
Исследователи изучили факторы, которые делают процесс конвертации таким стабильным.Команда выяснила роль нескольких факторов транскрипции в этой трансдифференцировке.
Но эти новые результаты показали роль так называемых «эпигенетических» факторов, которые могут модулировать экспрессию генов. В механизме задействованы два белковых комплекса.
Эти ферменты действуют на гистон, и когда мутация меняет их действие, трансдифференцировка прекращается, и ректальная клетка больше не превращается в нейрон.Исследователи заметили, что два комплекса действуют на разных этапах и что их роль может меняться в зависимости от факторов транскрипции, с которыми они связаны. Эти результаты подчеркивают важность правильной цепочки шагов для каждой из этих молекул: динамический характер механизма трансдифференцировки важен для его стабильности.Соответствующая роль генетических и эпигенетических факторов в биологических процессах является предметом горячих споров.
Эта работа показывает, как каждый из этих факторов действует при трансдифференцировке: факторы транскрипции управляют инициацией и прогрессом, тогда как эпигенетические факторы гарантируют постоянный результат. Исследование идет еще дальше, показывая, что в «нормальных» условиях эпигенетические факторы случайны (даже когда они отсутствуют, преобразование происходит относительно эффективно), но они незаменимы при наличии стрессорных факторов окружающей среды.
Таким образом, они играют решающую роль в максимальном увеличении эффективности механизма и обеспечении его стабильности перед лицом внешних изменений.Трансдифференцировка — явление, которое плохо изучено. Он может быть вовлечен в регенерацию органов, которую мы наблюдаем у некоторых организмов, например у тритонов, которые могут восстанавливать свой хрусталик после травмы.
Эти результаты несут ключевую новую информацию, которая помогает нам понять, как контролировать этот процесс, и могут открыть путь к многообещающим методам лечения, в частности, в области регенеративной медицины.