Биологи RIKEN наметили ключевые особенности хромосомного ландшафта, которые фиксируют идентичность стволовых клеток, дающих начало плаценте мыши. Это может помочь в исследованиях плацентарной функции и репродуктивной медицины.

Плацента во многих отношениях является уникальным органом. Он встречается только у млекопитающих, образуется только во время беременности и выбрасывается после выполнения своей цели. Эту особенность можно проследить до стволовых клеток, из которых она развивается. Известные как стволовые клетки трофобласта (TSC), они имеют характеристики, сильно отличающиеся от тех, которые формируют эмбрион.

Действительно, TSC являются одним из очень немногих типов клеток , которые нельзя использовать для переноса ядра соматической клетки — стандартной процедуры для получения клонов путем имплантации ядра из донорской клетки в ооцит, собственное ядро ​​которого было удалено.

«Я давно интересовался процессом, который приводит к возникновению TSC», — говорит Ацуо Огура из Исследовательского центра биоресурсов RIKEN. «Они расходятся с клетками эмбрионального происхождения уже через несколько дней после оплодотворения, развиваются независимо и прекращают свою роль при рождении».

Хромосомная ДНК обернута вокруг комплексов гистоновых белков, образующих материал, известный как хроматин. Организация и химические свойства этого хроматина могут сильно влиять на экспрессию генов. Поэтому Ogura и соавт. решили изучить, могут ли особенности хроматина TSC способствовать отличительной идентичности этих клеток и их несовместимости с переносом ядер соматических клеток.

Исследователи провели сравнительный анализ хроматина в эмбриональных стволовых клетках и ОСК мышей. Они рассмотрели распределение структур хроматина, а также паттерны метилирования гистонов, химическую модификацию с особенно важным влиянием на локальную транскрипционную активность.

Интересно, что команда отметила, что хромосомы как ранних эмбриональных, так и трофобластных предшественников изначально обогащены гетерохроматином, плотно упакованной формой хроматина, и демонстрируют отличительный профиль метилирования.

Но в то время как TSC сохраняют эти характеристики, Ogura отмечает, что «клетки эмбрионального происхождения перепрограммируют эти области после имплантации, чтобы обеспечить разнообразную дифференцировку».

Его команда также подтвердила, что паттерны хроматина , наблюдаемые в TSC, напрямую мешают клонированию.

Однако, когда исследователи подвергли TSC генетической манипуляции , которая изменила их профиль метилирования гистонов, ядра этих клеток внезапно оказались пригодными для переноса ядер соматических клеток. Эти результаты, опубликованные в Genes & Development , таким образом, подтверждают важность этих хромосомных модификаций как детерминанта идентичности TSC.

Существует значительный интерес к разработке более эффективных стратегий культивирования TSC как в исследованиях, так и в репродуктивной медицине. Лучше понимая особенности, которые определяют эти клетки во время естественного эмбрионального развития, Огура предвидит возможность создания выращенных в лаборатории TSC, которые могут легко интегрироваться в функциональную ткань плаценты.