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Le nuove strategie possono contribuire ad aumentare il risparmio di temi della cella artificiale che riprogramma

Prof. Maria-Elena Torres-Padilla, Direttore dell'istituto di Epigenetics e delle cellule staminali a Helmholtz Zentrum München ed il suo Dott. Adam Burton del collega sta facendo aprendo la strada al lavoro in materia.

Perché vorremmo riprogrammare le celle?

Maria-Elena: Potete immaginare potere generare artificialmente le celle che possono svilupparsi in qualunque tipo delle cellule? Quello sarebbe realmente fantastico! Chiamiamo questa abilità “totipotency„ ed è il più ad alto livello di plasticità cellulare.

Quando pensate a usando le celle in buona salute per sostituire le celle malate, per esempio nelle terapie della sostituzione e di rigenerazione, dovete pensare a come generare quelle “nuove„ celle in buona salute. Per quello, avete bisogno di spesso “riprogrammate„ altre celle, che mezzi, per potere cambiare una cella in tipo delle cellule di interesse.

In natura, riprogrammare cellulare accade nell'embrione in anticipo a fertilizzazione. È un trattamento puramente epigenetico poiché il contenuto del DNA delle celle dell'embrione non cambia, solo i geni essi esprimono.

Epigenetics media i cambiamenti nell'espressione genica che significa che il modo i nostri geni “è letto„ dal nostro trucco genetico, che in gran parte è imposto da cromatina.

La cromatina è la struttura, in in cui il DNA di una cella è imballato in moda da poterlo inserire nel nucleo minuscolo di una cella e l'eterocromatina si riferisce alla parte del nostro DNA che è imballato strettamente e non accessibile.

L'eterocromatina è conosciuta per essere un grave ostacolo importante per la cella artificiale che riprogramma. In embrioni, tuttavia, il trattamento della cella che riprogramma è estremamente efficiente, qualche gente anche pensa che sia 100% efficiente.

Di conseguenza, abbiamo voluto capire come l'embrione “tiene l'eterocromatina nell'assegno„ in moda da potere accadere riprogrammare.

L'adozione delle strategie per riprogrammare ha basato sulla nostra conoscenza di come l'embrione la fa, molto sta promettendo. Queste strategie possono aiutarci ad aumentare il risparmio di temi di riprogrammare per medicina a ricupero - un'opportunità e una priorità eccezionali della ricerca dei prossimi anni.

Come l'embrione si occupa di eterocromatina?

Adam: L'eterocromatina è ben controllata nell'embrione da nella fase iniziale. In un modello del mouse, abbiamo veduto che la modifica H3K9me3 del histone*, che è l'indicatore classico di eterocromatina, è in effetti presente nell'embrione da nella fase iniziale.

Solitamente, H3K9me3 correla forte con fare tacere del gene, significante che i geni non possono “essere letti„ dal nostro trucco genetico. Tuttavia, abbiamo osservato che nell'embrione molto in anticipo, questo non è sorprendente il caso e che H3K9me3 è compatibile con espressione genica!

Uno dei nostri risultati importanti era di scoprire che l'enzima, che aggiunge il segno H3K9me3 all'istone, è inibito da un RNA di non codifica, che significa là è un trattamento attivo nell'embrione in anticipo che neutralizza l'istituzione di completamente - eterocromatina funzionale.

Globalmente, abbiamo concluso che l'eterocromatina nell'embrione mammifero in anticipo è acerba perché non può compiere la sua funzione tipica. Ciò è probabilmente dovuto l'assenza di altri fattori heterochromatic critici, che ora egualmente corrente stiamo studiando.

Come potremmo usare questa conoscenza nuova per la cella artificiale che riprogramma?

Maria-Elena: Essenzialmente, che cosa i nostri documenti di lavoro sono un modo potenziale “sintonizzare„ giù l'eterocromatina. Questi risultati ci forniranno i fattori che possiamo manipolare per la fabbricazione della cella artificiale che riprogramma più efficiente e raggiungere gli più alti tassi di conversione delle cellule.

Il messaggio netto chiave è che possiamo imparare dall'epigenetico ricostruendo quello ci presentiamo durante il trattamento naturale di riprogrammare negli embrioni a fertilizzazione e possiamo trasferire questa conoscenza per migliorare corrente le strategie riprogrammanti artificiali inefficienti.

Infatti, imparare le lezioni dall'embrione permetterà alla generazione più efficiente e più tempestiva di cellule staminali di alta qualità e completamente riprogrammate, che sono vitali per l'entrata in vigore completa degli approcci a ricupero della medicina nella clinica.

i *Histones sono proteine di base che sono importanti per l'imballaggio del DNA in cromatina. Il DNA avvolge un octamer dell'istone e questa struttura è conosciuta come un nucleosome. Generalmente, la cromatina consiste delle schiere dei nucleosomes e sotto il microscopio, assomigliare di questa struttura aperla-su-un-stringa.

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.