Молекулы вечной молодости: можно ли заставить взрослую клетку снова стать «ребенком»
Можно ли заставить взрослую клетку снова стать «ребенком» — такой же гибкой, как эмбриональная? Оказывается, да. Для этого достаточно активировать всего четыре белка. Их называют факторами Яманака. Это открытие принесло Нобелевскую премию и породило новую эру клеточных технологий. Но у этой суперсилы есть темная сторона...
Отмотать время назад: что такое «факторы Яманака»
Каждая клетка нашего тела проходит свой путь. Сначала она — стволовая, может превратиться во что угодно. Например, в нейрон, мышечное волокно или же стать клеткой кожи. Происходит это потому, что все молодые клетки испытывают воздействие внутренних факторов. Под их влиянием они со временем становятся зрелыми и специализированными. И обратного пути, казалось бы, нет.
Но в 2006 году японский ученый Синъя Яманака нашел способ отмотать эти своеобразные «биологические часы» назад.
Ученый выделил четыре белка (транскрипционных фактора — то есть белка, которые включают и выключают гены), способных превратить обычную клетку кожи мыши в индуцированную плюрипотентную стволовую клетку (ИПСК) — такую же пластичную, как эмбриональная. За это открытие он через шесть лет получил Нобелевскую премию.
«Полной идентичности эмбриональным клеткам ждать не стоит, несмотря на глубокое сходство. У перепрограммированных клеток сохраняется так называемая эпигенетическая память — что-то вроде “заметок” о том, кем они были раньше. Это значит, что такие клетки легче превращаются обратно в те ткани, из которых были взяты, и хуже — в другие. Для некоторых задач это даже полезно, но в целом ограничивает универсальность метода», — говорит Роман Литвинов, к.м.н., заведующий лабораторией молекулярной биологии и биотехнологии Волгоградского государственного медицинского университета, генеральный директор биофармацевтической компании «ИННОВВИТА».
Этот набор из четырех белков — Oct3/4, Sox2, Klf4 и c-Myc — получил название «факторы Яманака» (сокращенно их называют OSKM). Работают они как молекулярный переключатель.
- Oct3/4 и Sox2 управляют главной суперспособностью — плюрипотентностью, то есть возможностью превратиться в любой тип клеток.
- Klf4 помогает клетке держаться в этом недифференцированном состоянии.
- c-Myc ускоряет деление, чтобы перепрограммирование прошло быстро и эффективно.
Вместе они стирают клеточную память о том, кем клетка была раньше.