ORIGINAL RESEARCH PAPER Byrne, J. A. et al. Nuclei of adult mammalian somatic cells are directly reprogrammed to oct-4 stem cell gene expression. Curr. Biol.13, 1206-1213 (2003) | | | |
WEB SITE
Ядра, которые трансплантируются из дифференцированных соматических клеток в энуклеированные яйцеклетки лягушек или млекопитающих, приобретают свойства acceptor яиц. Молекулярные механизмы, лежащие в основе этого процесса ядерного репрограммирования, изучены плохо, они связаны с новыми транскрипционными инструкциями. Работа в Current Biology, John Gurdon и др. показала, что маркёры стволовых клеток экспрессируются в ядрах дифференцированных взрослых мышей и клеток человека после трансплантации и что это репрограммирование не нуждается в репликации ДНК.
Основной активностью яиц является индукция репликации. Gurdon и др. избрали ооциты (растущие яйцевые клетки) Xenopus т.к. они не репликативны, но обладают высокой транскрипционной активностью. В ооциты Xenopus инъецировали ядра мышинных плодных фибробластов и тестировали присутствие мРНК — маркёра стволовых клеток — используя RT-PCR. Зрелые, сплайсированные транскрипты Oct4 обнаруживались в ооцитах, которые культивровались при 18°C. Уровень транскриптов был в 5–10 раз выше, есля ядра инъецировали в ядро ооцита (germinal vesicle, GV), чем, если ядра вводили в цитоплазму.
Чтобы посмотреть, м. ли репрограммирующая активность ооцитов Xenopus быть столь же эффективной для ядер взрослых мышиных клеток, ядра мышиных тимоцитов инъецировали в GV ооцитов. Полностью сплайсированные Oct4 транскрипты обнаруживались в ооцитах, которые инкубировали не менее 2 дней при 18°C. Тогда как уровни транскриптов Oct4 увеличивались, тимус-специфический маркёр дифференцировки снижался и становился необнаружимым к 5.5 дню. Репрограммирующая активность ооцитов была высоко эффективной т.к. количество Oct4 транскриптов в GV-injected ооцитах спустя 5.5 дней оказывались сравнимыми с тем количеством, характерым для культивируемых мышинных эмбриональных стволовых клеток. Видо-перекрёстная репрограммирующая активность ооцитов Xenopus распространялась также на дифференцированные клетки взрослых людей, т.к. ген OCT4 человека активировался в ооцитах спустя 4–6 дней после инъекций GV ядрами лимфоцитов человека.
Необходимо исследование экспрессии др генов в этой экспериментальной системе и дальнейшее исследование молекул и механизмов ядерного репрограммирования. Открывается возможность прямого репрограммирования клеток человека для клеточно-замещающей терапии.