Способность преобразовывать клетки одного типа в другой очень перспективна для клеточной и тканевой инженерии, терапевтического применения, и новое исследование в Висконсине может помочь ускорить освоить технологию. Новый подход, опубликованной в трудах Национальной Академии наук (PNAS), использует библиотеку искусственных факторов транскрипции для включения генов, которые преобразуют клетки из одного типа в другой. Природные факторы транскрипции являются клеточными молекулами, которые связываются с ДНК, чтобы включать или выключать гены. Они помогают определить судьбу клетки, это означает, что если клетке суждено быть клеткой кожи, сердца, или клеткой глаза, различные факторы транскрипции переключаются на определенный набор генов. Используя искусственные факторы транскрипции, созданные в лаборатории, исследователи пытаются выяснить, какие из них лучше всего имитируют эти естественные изменения в судьбе клетки. "Наша заинтересованность в изменении клеточной судьбы исходит из понимания того, как клетки избирательно используют информацию в наших геномах, для создания определенных типов клеток, а также из многих терапевтических посулов", - говорит Асука Эгучи, ведущий Автор исследования. "Например, если пациент нуждается в определенном типе клеток, по идее мы можем перепрограммировать его клетки, а не полагаться на донорские клетки. Это позволит изучать клетки пациентов и потенциально избежать проблем с иммунным ответом". Обычные методы для нахождения нужных факторов изменения судьбы клеток требуют предварительного знания о том, какая комбинация из тысяч природных факторов будет работать в рамках жестко поставленых временных рамок. Это медленный, кропотливый, подверженный сбоям процесс. Новый метод использует "библиотеки" миллионов искусственных факторов транскрипции, разработанных для обхода естественных элементов управления и включения генов, которые могут быть активированы в данном типе клеток. Кроме того, факторы содержат соединение, которое позволяет им связывать и совместно влиять на гены. Используя библиотеку факторов на клетках, можно наблюдать за изменением судьбы клетки. Для своих экспериментов группа из Висконсина начала с мышиных фибробластов, ожидая, что они будут перепрограммированы в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Давая нужные сигналы, эти типы стволовых клеток могут превратиться в любой тип клеток в организме животного, включая человека. Путем перепрограммирования, ученые подразумевали, что искусственные факторы могли бы задействовать все нужные гены, чтобы клетки могли перейти из одного типа в другой. "Представьте, что у вас миллионы ключей и только уникальный ключ или комбинация клавиш может включить двигатель", - говорит Ансари. В процессе тестирования, исследователи обнаружили три комбинации искусственных факторов, которые перепрограммировали фибробласты в стволовые клетки. Факторы сыграли роль, аналогичную естественному фактору транскрипции, под названием Oct4. Перепрограммирование фибробластов в стволовые клетки хорошо изучено. С этим экспериментом, ученые Висконсина надеются, что другие исследователи будут использовать их способ, чтобы обнаружить новые гены, которые могут управлять более сложными преобразованиями судьбы клетки.