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Las nuevas estrategias pueden ayudar a aumentar la eficiencia de la célula artificial que reprograma

Profesor Maria-Elena Torres-Padilla, director del instituto de Epigenetics y de células madres en Helmholtz Zentrum München y su Dr. Adán Burton del colega está haciendo promoviendo el trabajo en este campo.

¿Por qué querríamos reprogramar las células?

Maria-Elena: ¿Puede usted imaginarse el poder generar artificial las células que pueden convertirse en cualquier tipo de la célula? ¡Eso sería realmente fantástico! Llamamos esta capacidad “totipotency” y es la del más alto nivel de la plasticidad celular.

Cuando usted piensa en usar las células sanas para reemplazar las células enfermas, por ejemplo en terapias de la regeneración y del repuesto, usted necesita pensar en cómo generar esas “nuevas” células sanas. Para eso, usted necesita a menudo “reprograma” otras células, que los medios, de poder cambiar una célula en el tipo de la célula de interés.

En naturaleza, la reprogramación celular suceso en el embrión temprano en la fertilización. Es un proceso puramente epigenético puesto que el contenido de la DNA de las células del embrión no cambia, sólo los genes ellos expresan.

Epigenetics media cambios en la expresión génica que significa que la manera nuestros genes “está leída” en nuestro maquillaje genético, que es impuesto en gran parte por la cromatina.

La cromatina es la estructura, en la cual la DNA de una célula se carga de modo que pueda ajustar en el núcleo minúsculo de una célula, y la heterocromatina refiere a la parte de nuestra DNA que se cargue apretado y no accesible.

La heterocromatina se sabe para ser un atascamiento importante para la célula artificial que reprograma. En embriones, sin embargo, el proceso de la célula que reprograma es extremadamente eficiente, algunas personas incluso piensa que es el 100% eficiente.

Por lo tanto, quisimos entender cómo el embrión “mantiene heterocromatina la verificación” de modo que la reprogramación pueda ocurrir.

La adopción de las estrategias para reprogramar basó en nuestro conocimiento de cómo el embrión lo hace, es muy prometedora. Estas estrategias pueden ayudarnos a aumentar la eficiencia de la reprogramación para el remedio regenerador - una oportunidad y una prioridad excepcionales de la investigación de los porvenir.

¿Cómo el embrión trata de heterocromatina?

Adán: La heterocromatina está rigurosamente controlada en el embrión de a principios de. En un modelo del ratón, vimos que la modificación H3K9me3 del histone*, que es el marcador clásico de la heterocromatina, está de hecho presente en el embrión de a principios de.

Generalmente, H3K9me3 correlaciona fuertemente con imponer silencio del gen, significando que los genes no se pueden “leer” en nuestro maquillaje genético. ¡Sin embargo, observamos que en el embrión muy temprano, éste no es asombrosamente el caso y que H3K9me3 es compatible con la expresión génica!

Una de nuestras conclusión importantes era descubrir que la enzima, que agrega la marca H3K9me3 a la histona, es inhibida por un ARN de la no-codificación, que significa allí es un proceso activo en el embrión temprano que contrarresta los efectivoses de completo - heterocromatina funcional.

Global, concluimos que la heterocromatina en el embrión mamífero temprano es no madura porque no puede satisfacer su función típica. Esto es probablemente debido a la ausencia de otros factores heterochromatic críticos, que ahora también estamos investigando actualmente.

¿Cómo podríamos utilizar este nuevo conocimiento para la célula artificial que reprogramaba?

Maria-Elena: Esencialmente, cuáles son una manera nuestros documentos de trabajo potencial “de sintonizar” hacia abajo heterocromatina. Estas conclusión proveerán de nosotros los factores que podemos manipular para hacer la célula artificial que reprograman más eficiente y lograr índices de conversión más altos de la célula.

El mensaje para llevar dominante es que podemos aprender del epigenético remodelando eso ocurrimos durante el proceso natural de la reprogramación en embriones en la fertilización y podemos transferir este conocimiento para perfeccionar actualmente estrategias de reprogramación artificiales ineficaces.

De hecho, el aprendizaje de lecciones del embrión habilitará la generación más eficiente y más oportuna de células madres de alta calidad, completo reprogramadas, que son vitales para la puesta en vigor completa de las aproximaciones regeneradoras del remedio en la clínica.

los *Histones son las proteínas básicas que son importantes para el empaquetado de la DNA en cromatina. Los abrigos de la DNA alrededor de un octamer de la histona y de esta estructura se conocen como nucleosome. Generalmente, la cromatina consiste en matrices de nucleosomes y bajo el microscopio, parecer de esta estructura moldura-en-uno-hilera.

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.