Правильная регуляция процесса, с помощью которого стволовые клетки начинают дифференцироваться, является критической для нормального развития и уклонения от рака. Два новых исследования показали важность специфических microRNAs (miRNAs) для перехода к дифференцировке.

MiRNAs, как известно, играют роль в дифференцировке клеток кожи, так, Fuchs с коллегами сконструировали библиотеку miRNAиз кожи мышей на разных стадиях развития. Одним из наиболее удивительных наблюдений явилось то, что miRNA miR-203 начиная с почти отсутствия экспрессии на ст. E13.5 оказывается одной из наиболее обильных miRNAs на ст. E15.5.Более того, она экспрессируется приблизительно в 25 раз сильнее в дифференцированных супрабазальных клетках, чем в недифференцированных базальных клетках. Авт. поэтому избрали miR-203 для дальнейших исследований.

Трансгенные мыши, у которых преждевременно активируется экспрессия miR-203 в эпидермальных стволовых клетках обнаруживают ряд фенотипов, включая уменьшение толщины эпидермиса. Более того, их эпидермальные стволовые клетки обнаруживают пониженный пролиферативный потенциал. Интересно, что эти фенотипы напоминают истощение эпидермальных стволовых клеток, которое наблюдается в p63-нулевом эпидермисе (p63 является важным регулятором поддержания стволовых клеток), а уровни p63 редуцированы в кератиноцитах, которые избыточно экспрессируют miR-203. Напротив, авт. использовали antagomirs для нокдауна экспрессии miR-203 и установили повышенную пролиферативную способность и более высокие уровни p63 в дифференцирующихся эпидермальных клетках. Биоинформационные исследования показали, что p63 мРНК содержит два сайта мишени для miR-203 в своем 3' UTR, и авт. показали, что мутации в этих сайтах устраняют miR-203-обусловленную репрессию p63. p63 является мишенью не только для miR-203, и авт. предположили, что miR-203 действует как негативный регулятор стволовости (stemness) благодаря супрессии экспрессии этого и др. базовых генов в супрабазальных клетках.

Во втором исследовании, Gregory с коллегами наблюдали за экспрессией let-7g miRNA, которая, как известно, подавляется в embryonic stem (ES)клетках и при некотоирых раках. Хотя зрелая miRNA необнаружима в ES клетках, не подвергшаяся процессингу pri-let-7g присутствует на уровнях сходных с теми, что обнаруживаются позднее в развитии. Авт. поэтому использовали биохимические методы для идентификации фактора. который ответственен за эту пост-транскрипционную блокаду экспрессии let-7g. Секвенирование белков, которые очищаются совместно с pre-let-7g в ES клетках и клетках embryonal carcinoma (EC), но не в дифференцированных клетках, идентифицировали РНК-связывающий белок Lin-28 в качестве подходящего кандидата, а дальнейший in vitro метод подтвердил, что он может ингибировать процессинг let-7g.

Авт. затем подтвердили, что блокирование происходит и in vivo, путем внесения pri-miRNAs и Lin-28 кДНК в клеточную линию, лишенную эндогенного Lin-28. Напротив, они использовали RNAi для нокдауна эндогенного Lin-28 в EC и ES клетках. Это приводило к усилению активности всех членов let-7 семейства, но ни каких-либо др. miRNAs, подтверждая тем самым. что Lin-28 является специфическим ингибитором этой специфической miRNA. Интересно, что гомолог Lin-28 , Lin-28B, избыточно экспрессируется в некоторых раках и авт. Показали,что он также ингибирует процессинг let-7.

Эти две работы показали, как две разные miRNAs функционируют в дифференцировке стволовых. Способность miRNAs быстро подавлять экспрессию многих генов делает их особенно пригодными на роль в процессе. который нуждается в скоординированных изменениях генной экспрессии.