A marca epigenética guia células estaminais para seu destino

Não todas as células estaminais são ardósias completamente vazias. Alguns, sabido como células estaminais adultas, abraçaram já parcialmente seus destinos, e são capazes de transformar-se somente pilhas de um tipo particular de tecido.

Assim como estas células estaminais tecido-específicas restringem seu destino? Na pesquisa a aparecer na introdução do 20 de março da pilha, os cientistas na universidade de Rockefeller descobriram um mecanismo de controle do gene que guiasse a revelação e a diferenciação de células estaminais de pele epidérmicas em embriões do rato, e mostraram que este mecanismo modera a revelação da barreira de pele.

O trabalho, conduzido por Elaine Fuchs, cabeça do laboratório da biologia celular e da revelação mamíferas, e primeira autor Elena Ezhkova, um postdoc no laboratório, destaques as interacções entre reguladores genéticos e epigenéticos em células estaminais embrionárias da pele e como estas interacções mudam enquanto as células estaminais começam o processo de especialização. Os resultados igualmente fornecem as introspecções que poderiam conduzir ao avanço terapêutico em tratar os infantes prematuramente carregados que não formaram ainda inteiramente a pele.

A pele é compor de duas peças do princípio. A parte inferior 90 por cento a cento como a derma; os 10 por cento exterior sido a epiderme. A epiderme é compor de uma camada interna (conhecida como a camada básica) de dividir pilhas que causa aproximadamente 10 camadas diferenciadas, o ultraperiférico de que é nossa superfície do corpo. “Em contraste com as células estaminais embrionárias, que podem fazer todas as pilhas do corpo, as células estaminais epidérmicas restringem suas opções a fazer apenas estas 10 camadas de diferenciação,” explica Fuchs, que é igualmente Rebecca C. Lancefield professor em Rockefeller e em um investigador do Howard Hughes Medical Institute.

Os indícios a respeito de como as células estaminais epidérmicas restringem seu destino começaram a emergir quando Ezhkova perfilou a composição molecular da camada básica da epiderme e a comparou ele à diferenciação mergulham. Enquanto as células estaminais da pele começaram a se diferenciar, um complexo das proteínas (complexo do repressor do polycomb) que restringe o acesso aos genes diminuiu sua expressão quando um factor da transcrição (AP1), que activa genes, aumentou sua expressão.

Das cinco proteínas principais que compo o complexo do repressor do polycomb, Ezhkova focalizou em uma enzima chamada Ezh2. Tem-se sabido por muito tempo que Ezh2 impede pilhas dos segmentos da leitura dos cromossomas adicionando uma alteração pequena que actuasse enquanto uma braçadeira molecular ao gene e lhes obstruísse fisicamente factores da transcrição de aceder. A pesquisa passada tinha mostrado que Ezh2 obstruiu o acesso aos genes da diferenciação da pele em células estaminais embrionárias, mas seu papel em células estaminais da pele tinha sido explorado nunca em um animal vivo.

Trabalhando com Alexander Tarakhovsky, a cabeça do laboratório da sinalização do linfócito em Rockefeller, a equipe de Fuchs produziu ratos com e sem Ezh2 e encontrou que os ratos sem ele eram nascidos com pele mais grossa do que suas contrapartes normais. Sem Ezh2 para obstruir o acesso aos genes da diferenciação da pele, as células estaminais da pele começaram a diferenciar-se muito mais cedo. Em conseqüência, o tecido extra da pele acumulou a camada após a camada.

A pesquisa precedente mostrou que quando as células estaminais embrionárias faltam Ezh2, genes para muitos caminhos da diferenciação de pilha, não apenas a pele, perde suas “braçadeiras moleculars” e torna-se ativada. Em células estaminais da pele, contudo, estes genes igualmente perdem estas braçadeiras moleculars, mas somente os genes da diferenciação da pele tornam-se ativados. Em examinar porque somente o caminho da pele está ligado quando a braçadeira falta, os pesquisadores encontraram que AP1, o factor da transcrição que activa selectivamente genes da diferenciação da pele, esta presente em básico e em diferenciar células epiteliais. Sem Ezh2, AP1 poderia ligar e começá-los activar estes genes na camada básica, antes que os genes estejam expressados normalmente.

Uma outra diferença está aquela em células estaminais embrionárias, assim que a braçadeira molecular estiver removida do músculo e os genes neuronal, por exemplo, “uma marca de activação” ajudarem a ligar genes. Nas células estaminais da pele esta marca não está actual nos genes da não-pele, ajudando a mantê-los silenciosos.

“As células estaminais embrionárias devem ser flexíveis -- produzem todas as pilhas do animal,” explicam Fuchs. “Enquanto a revelação continua, os ancestral residentes de tecidos tornando-se tornam-se cada vez mais mais restritos em seu repertório de programas da diferenciação. Enquanto o embrião se torna, as células estaminais tecido-específicas parecem remover a marca de activação naqueles programas que serão usados nunca, comutando desse modo fora dos programas errados permanentemente. Então, para activar os programas do direito, os genes tornam-se dependentes dos factores tecido-específicos da transcrição.”

“O sistema é claramente mais complicado do que este,” Fuchs adiciona, “mas o resultado é uma série de factores intrínsecos e extrínsecos que controlam a expressão genética.”