Ген бессмертия

Одновременно две группы исследователей - в Великобритании и Японии - заявили об открытии давно искомого гена, ответственного за поддержание клеток в недифференцированном, "вечно молодом" состоянии

Одновременно две группы исследователей – Института по исследованию стволовых клеток при Эдинбургском университете, Великобритания, и Научно-технологического института Нара, Япония – заявили об открытии давно искомого гена, ответственного за поддержание клеток в недифференцированном, "вечно молодом" состоянии. Результаты своих исследований учёные изложили в параллельных статьях на страницах журнала Cell от 30 мая. Исследователи двух групп отмечают, что впервые осознали, что изучают один и тот же ген ещё в прошлом году, после чего условились координировать дальнейшие эксперименты.

Новооткрытый ген был назван Nanog в честь мифического кельтского селения Tir nan Og, жители которого якобы были вечно молоды. В естественных условиях ген Nanog проявляет активность на ранних стадиях эмбрионального развития, поддерживая клетки зародыша в состоянии так называемой плюрипотентности – способности давать начало клеткам любого типа ткани. При определённых условиях клетки раннего эмбриона можно культивировать в культуре на протяжении большого числа поколений, однако они всё равно сохраняют способность дифференцироваться в клетки мышц, печени, костей, мозга или других тканей.

Открытие британских и японских учёных, возможно, со временем позволит произвольно манипулировать активностью обнаруженного гена, тем самым, позволяя превращать специализированные клетки взрослого организма в недифференцированные, потенциально способные замещать клетки других тканей. Это открывает широкие перспективы, поскольку может сделать возможной регенерацию повреждённых или больных органов за счёт собственных клеток организма (так, например, возможно, удастся лечить паркинсонизм, сердечные заболевания и сахарный диабет).

До последнего времени задачу регенерации утраченных тканей пытались решать с использованием тканей эмбрионов. Однако, поскольку манипуляции такого типа связаны с разрушением эмбриона, вопрос об этике использования зародышей в медицинских или исследовательских целях является темой активных дебатов с участием политиков и общественности.

Открытие Nanog, тем не менее, не снимает проблемы использования эмбрионов – по крайней мере, пока. Более того, для окончательного выяснения всех особенностей функционирования Nanog в организме необходимы дальнейшие исследования как раз на эмбриональных тканях, что, не смотря на цели исследователей, оппонентами использования эмбрионов считается абсолютно недопустимым. По сообщению исследователей, пока основные работы проводились на тканях мышиных эмбрионов, но также, частично, на их человеческих эквивалентах.

"Судя по всему, - отмечает Ян Чемберс (Ian Chambers), один из учёных эдинбургской исследовательской группы, - Nanog является исходным звеном в цепочке регуляции процесса дифференциации клеток… Его эффект делает их бессмертными". Тем не менее, судя по всему, он действует не "в одиночку". Допускается, что с Nanog связана активность другого уже известного гена, имеющего ключевое значение в процессе развития – Oct4.

Учёные из Эдинбургского университета, возглавляемые Остином Смитом (Austin Smith), выделили Nanog в ходе анализа т.н. ДНК-библиотек (коллекций генов) мышиных стволовых клеток. Исходя из того, что известно на данный момент, можно предполагать, что Nanog кодирует белок, непосредственно связывающийся с определёнными участками молекулы ДНК. Таким образом, он способен включать или выключать активность целых блоков наследственной информации, тем самым, определяя момент дифференциации клетки. В эмбрионе человека активность Nanog, вероятно, играет особенно важную роль приблизительно на 4-5 сутки развития, когда "всё возможно, но ничего ещё не решено", то есть на стадии, после которой последующие поколения клеток уже специализированы.

В одном из ключевых экспериментов, подтверждающих значение Nanog в организме, человеческий вариант гена был введен в стволовые клетки мыши, после чего последние помещались в условия, которые стимулируют их дифференциацию. Тем не менее, они не переходили в зрелое состояние, что подтверждает блокирующее значение Nanog в процессе приобретения клеткой специфических характеристик. Полученный результат также указывает на схожесть механизмов регуляции развития у человека и мыши и на достаточную консервативность эволюции гена Nanog.

Остин Смит отмечает, что до момента, когда учёные смогут произвольно "дедифференцировать" взрослые клетки прямо в организме и с их помощью регенерировать утраченные структуры, необходимо провести ещё очень большое количество исследований. Так, в первую очередь, остаётся неизвестным механизм регуляции активности самого гена Nanog.

Однако, даже до того, как это случится, использование знаний о Nanog может быть полезным и в несколько ином направлении. Так, к примеру, модуляция его активности должна облегчить получение больших количеств клеток, выращиваемых в культуре, которые также весьма необходимы для научных и терапевтических целей.