ЭПИГЕНЕТИКА И СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ Как образуются
advertisement
ÁÈÎËÎÃÈß Наука не является и никог да не будет являться закончен ной книгой. Каждый важный ус пех приносит новые вопросы. Всякое развитие обнаруживает со временем всё новые и более глубокие трудности. А. Эйнштейн В предыдущих выпусках нашего журнала ( №№79 за 2013 год) рассказывалось об од ном из направлений современ ной биологии – эпигенетике, которое интенсивно развивает ся в настоящее время. Эпигенетика изучает, как работают гены различных организмов и как условия ок ружающей среды влияют на их активность. Учёными доказана важная роль условий, которые при участии эпигенетических механизмов влияют на ранние этапы развития организма, программируя его устойчивость к разным заболеваниям и стрессам, а также интеллектуальные способности. Продолжаем рассказывать о достижениях эпигенетики и их практическом значении. Одним из символов совре менной биомедицины стали стволовые клетки. На них воз лагаются большие, при этом не всегда оправданные надежды. Что же представляют собой ство ловые клетки и чем вызван такой интерес к ним? Как образуются стволовые клетки Стволовыми эти клетки называются потому, что от них, как ветки от стволов, про исходят все другие клетки орга низма. Стволовые клетки спо собны превращаться в любые со матические клетки организма. Каждая клетка нашего орга низма возникла в результате де ления единственной начальной клетки – зиготы. Зигота образу ется при слиянии одного спер матозоида с одной яйцеклеткой. При этом начинается стреми тельный процесс перепрограм мирования генома образовав шейся зиготы, который заканчи вается через 36 часов. В результате этого переп рограммирования зигота стано вится полностью тотипотен тной, то есть обладает потенци алом сформировать любую клет ку в организме, включая и пла центу. Затем зигота делится над вое; потом уже две образовавши еся клетки делятся пополам и так далее. При делении зиготы обра зуются эмбриональные стволо вые клетки. Они уже не тотипо тентны, так как не могут образо вать плаценту и называются плюрипотентными, посколь ку могут образовывать клетки всех остальных типов. Эти клет ки продолжают делиться, пока не будет сформирован орга ЭПИГЕНЕТИКА И СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ низм, а некоторые клетки сохра няют способность к делению на протяжении всей жизни орга низма. Это «взрослые» стволо вые клетки. Эмбриональные стволовые клетки – это стволовые клетки с наибольшим потенциалом, пос кольку они находятся в самом начале своего развития. В про цессе деления клетки всё больше и больше отличаются друг от друга и образуют специфичес кие типы клеток. Этот процесс известен как дифференциация. Именно она играет важную роль в формировании любого мно гоклеточного организма. Дифференциация клеток осуществляется при участии эпи генетических механизмов: мети лирования ДНК, присоединения и удаления различных химичес ких групп на белкахгистонах хромосом, образования малых РНК. Эти эпигенетические моди фикации исполняют роль перек лючателей активности генов. На геноме стволовых клеток некоторые эпигенетические пе реключатели ещё окончательно не установлены. Клетки ждут сигналов, которые дадут им ко манду надёжно и в большинстве случаев необратимо «включить» или «выключить» конкретные гены. Как только это произой дёт, клетка станет более зрелой и приблизится к окончательной дифференциации.
