Учёные выяснили, как эмбриональные клетки способны надолго «замирать» в развитии и ждать лучших условий. Этот генетический механизм объясняет способность многих млекопитающих откладывать беременность, а также помогает понять, почему раковые клетки могут годами прятаться от терапии.
У сотен видов животных работает стратегия, известная как эмбриональная диапауза. Если самка сталкивается с голодом или другими стрессовыми условиями, развитие эмбриона останавливается на стадии бластоцисты — небольшого шарика из нескольких сотен клеток. В таком состоянии зародыш остаётся живым и не стареет, а при улучшении условий снова включается в рост.
Главный вопрос заключался в том, как стволовые клетки могут удерживать плюрипотентность, но при этом прекращать развитие. Учёные из Университета Рокфеллера воспроизвели стрессовые условия в лаборатории, воздействуя на метаболизм эмбриональных клеток мышей. Они применяли ингибиторы белка mTOR, а также препарат I-BET151, чтобы имитировать нехватку питательных веществ и факторов роста.
Несмотря на разные воздействия, клетки реагировали одинаково: резко снижали производство белков и потребление энергии, но сохраняли универсальность. Генетический анализ показал, что ключевую роль играет белок Capicua. В обычных условиях он блокирует гены-тормоза в ДНК. Когда клетки испытывают стресс, Capicua перестаёт удерживать эти участки, и гены-тормоза активируются.
Эти гены подавляют сигнальный путь MAP-киназы, который отвечает за выбор дальнейшей судьбы клетки — превращение в определённый тип ткани. Когда исследователи отключали тормозной механизм, клетки тут же начинали неконтролируемо специализироваться. Это подтвердило, что найденный путь является главным переключателем режима «ожидания».
Открытие объясняет не только устойчивость эмбрионов, но и способность некоторых клеток взрослого организма на долгое время впадать в «спячку». По мнению исследователей, раковые опухоли могут использовать тот же механизм, переживая действие препаратов и возобновляя рост после длительных пауз. Понимание этой системы даёт новые направления для разработки противораковых методов.
Источник: Naked Science
Рекомендуем также: