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Les stratégies neuves peuvent aider à augmenter le rendement de la cellule artificielle reprogrammant

Prof. Maria-Elena Torres-Padilla, directeur de l'institut d'Epigenetics et des cellules souche chez Helmholtz Zentrum München et son M. Adam Burton de collègue font frayant un chemin le travail dans ce domaine.

Pourquoi voudrions-nous reprogrammer des cellules ?

Maria-Elena : Pouvez-vous imaginer pouvoir produire artificiellement des cellules qui peuvent se développer en n'importe quel type de cellules ? Ce serait réellement fantastique ! Nous appelons cette capacité « totipotency » et elle est la de plus haut niveau de la plasticité cellulaire.

Quand vous pensez à employer des cellules saines pour remonter les cellules en difficulté, par exemple dans des traitements de régénération et de remontage, vous devez penser à la façon produire de ces cellules saines « neuves ». Pour cela, vous avez besoin souvent « reprogrammez » d'autres cellules, qui des moyens, de pouvoir changer une cellule en type de cellules d'intérêt.

En nature, la reprogrammation cellulaire se produit dans l'embryon tôt à la fécondation. C'est un procédé purement épigénétique puisque la teneur en ADN des cellules de l'embryon ne change pas, seulement les gènes ils expriment.

Epigenetics négocie des changements de l'expression du gène signifiant que la voie nos gènes « sont affichées » de notre renivellement génétique, qui est en grande partie imposé par la chromatine.

La chromatine est la structure, en dans laquelle l'ADN d'une cellule est bourré de sorte qu'il puisse s'insérer dans le noyau minuscule d'une cellule, et l'hétérochromatine se rapporte à la partie de notre ADN qui est fortement bourré et non accessible.

L'hétérochromatine est connue pour être un goulot d'étranglement important pour la cellule artificielle reprogrammant. Dans les embryons, cependant, le procédé de la cellule reprogrammant est extrêmement efficace, certains pensent même qu'il est 100% efficace.

Par conséquent, nous avons voulu comprendre comment l'embryon « maintient l'hétérochromatine dans la vérification » de sorte que la reprogrammation puisse se produire.

L'adoption des stratégies pour reprogrammer a basé sur notre connaissance de la façon dont l'embryon la fait, est très prometteuse. Ces stratégies peuvent nous aider à augmenter le rendement de la reprogrammation pour le médicament régénérateur - une opportunité et une priorité en suspens de recherches des années à venir.

Comment l'embryon traite-t-il l'hétérochromatine ?

Adam : L'hétérochromatine est bien controlée dans l'embryon de dès l'abord. Dans un modèle de souris, nous avons vu que la modification H3K9me3 de histone*, qui est la borne classique de l'hétérochromatine, est en fait présente dans l'embryon de dès l'abord.

Habituellement, H3K9me3 marque fortement avec l'amortissement de gène, signifiant que les gènes ne peuvent pas « être affichés » de notre renivellement génétique. Cependant, nous avons observé que dans l'embryon très tôt, ce n'est étonnant pas le cas et que H3K9me3 est compatible avec l'expression du gène !

Une de nos découvertes importantes était de découvrir que l'enzyme, qui ajoute le repère H3K9me3 à l'histone, est empêchée par l'ARN d'un non-codage, qui signifie il y a un procédé actif dans l'embryon tôt qui contrecarre l'établissement de entièrement - hétérochromatine fonctionnelle.

Mondial, nous avons conclu que l'hétérochromatine dans l'embryon mammifère tôt est immature parce qu'elle ne peut pas accomplir son fonctionnement typique. C'est probablement dû à l'absence d'autres facteurs hétérochromes critiques, que nous vérifions maintenant également actuel.

Comment pourrions-nous employer ces nouvelles connaissances pour la cellule artificielle reprogrammant ?

Maria-Elena : Essentiellement, ce qui nos documents de travail sont une voie potentielle « d'ajuster » vers le bas l'hétérochromatine. Ces découvertes nous fourniront les facteurs que nous pouvons manipuler pour effectuer la cellule artificielle reprogrammant plus efficace et réaliser des taux de conversion plus élevés de cellules.

Le message à emporter principal est que nous pouvons apprendre de l'épigénétique transformant cela se produit pendant le procédé naturel de la reprogrammation dans les embryons à la fécondation et peut transférer cette connaissance pour améliorer actuel des stratégies de reprogrammation artificielles inefficaces.

En fait, apprendre des leçons de l'embryon activera le rétablissement plus efficace et plus opportun des cellules souche de haute qualité et entièrement reprogrammées, qui sont indispensables pour la mise en place intégrale des approches régénératrices de médicament dans la clinique.

les *Histones sont des protéines fondamentales qui sont importantes pour l'emballage de l'ADN dans la chromatine. Les enrouler d'ADN autour d'un octamer d'histone et de cette structure est connus en tant que nucleosome. Généralement, la chromatine se compose des choix de nucleosomes et sous le microscope, ressembler de cette structure à la talon-sur-un-chaîne de caractères.

Source:
Journal reference:

Burton, A., et al. (2020) Heterochromatin establishment during early mammalian development is regulated by pericentromeric RNA and characterized by non-repressive H3K9me3. Nature Cell Biology. doi.org/10.1038/s41556-020-0536-6.