Клетку можно сравнить с компьютером: для нормальной работы ей необходима "операционная система". Экспрессию генов можно сравнить с кодом, а клетки этот интерпретируют код. Нарушение программы может привести к аномалиям и смерти клеток.

Операционные системы в клетке могут быть нарушены вирусами, мутациями и влиянием внешних сигналов, которые необходимы для перевода клеток одного типа в клетки другого типа. В отличие от компьютера, который не меняет свою форму, клетки в процессе дифференцировки меняются. Проще говоря, для дифференцировки необходимы два ключевых шага: активные гены должны быть деактивированы, а неактивные гены, экспрессия которых необходима для перехода в другое состояние, напротив, должны быть активированы. Если такой переход не идеален, клетка в переходном состоянии может погибнуть или пойти по пути аномального развития.

Новое исследование ученых из Института Вайтхэд показало, что фермент лизин-специфическая деметилаза 1 ( lysine-specific demethylase 1 (LSD1) играет важную роль в дифференцировке стволовых клеток в клетки других типов.

Известна роль LSD1 в критических процессах в развитии живых организмов, но до недавнего момента было мало известно о ключевой роли, которую он играет в процессе дифференцировки клеток, когда "операционные системы" переключаются. "Мы знаем, что в клетках начинают экспрессироваться новые наборы генов в переходные момент:" - поясняет Ричард Янг, исследователь из Института Вайтхэд и один из авторов этого исследования, - но в этом исследовании показано также, что очень важно подавить те гены, которые были активны на предыдущей стадии. Если этого не сделать, клетка будет повреждена."

Исследуя выключение генов, Янг и его коллеги Билоде и Вайт выявили важную роль LSD1 в этом процессе и открыли новый механизм такого выключения.

Ученые, пытаясь понять, как происходит подавление работы генов в стволовых клетках при переходе к дифференцировке, обнаружили, что LSD1 уравновешивает энхансеры генов (короткие регуляторные участки ДНК, с которыми связываются белки). Когда LSD1 получает сигнал о том, что стволовые клетки переходят к дифференцировке, этот белок связывается энхансерами генов, необходимых для функционирования стволовых клеток, и блокирует их работу. После такого выключения прекращается синтез белков с этих генов, и "операционная система стволовых клеток" выключается. Когда это случается, то другие механизмы включают новую "операционную систему".

Источник новости: http://www.newswise.com/articles/chaos-in-the-cell-s-command-center

Пересказал А. Ермаков