Хотя генетические факторы, ответственные за перепрограммирование, хорошо известны, механизмы, лежащие в основе реакции на индуцированные изменения экспрессии генов, не столь ясны. Теперь, исследование во главе с университетом Цукубы разгадало тайну, окружающую один из перепрограммирующих факторов, KLF4. Исследование было опубликовано в Stem Cell Reports. KLF4 вместе с другими транскрипционными факторами перепрограммирования используется в лаборатории, чтобы силой провести экспрессию генов в соматические клетки (взрослых, не герминативных клеток) в развитии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Соматические клетки генерируют свою энергию в кислородном процессе, называемом окислительным фосфорилированием, который происходит в митохондриях, также известных как клеточные электростанции. В отличие от этого, стволовые клетки имеют небольшие митохондрии и используют гликолиз в качестве альтернативного биохимического пути для генерации энергии. Эта серия реакций может быть анаэробной, что больше подходит при их типично низким содержании кислорода, а также обеспечивает поставку метаболических интермедиатов, необходимых для быстрого роста и деления. Исследователи University of Tsukuba разработали систему передачи генов, позволяющую перепрограммировать IPSC только в присутствии KLF4, фокусируясь исключительно на ее роль в этом процессе. Затем они использовали геномный анализ для поиска генов, включенных KLF4 на поздней стадии перепрограммирования. "Мы обнаружили, что ген Tcl1 был повышен путем связывания KLF4 с его регионами усилителя и промоутера",-говорит автор исследования Кен Нишимура. "KLF4 также вызвала привязку еще одного фактора перепрограммирования, OCT4, к промоутеру Tcl1." Команда обнаружила, что белок TCL1 сыграл ключевую роль в увеличении гликолиза, активировав другой метаболический путь, который важен для самовосстановления стволовых клеток. "Мы также показали, что TCL1 ингибирует митохондриальный фермент, необходимый для окислительного фосфорилирования, что приводит к снижению потребления кислорода клетками," первый совтор, Shiho Aizawa, объясняет. "Это было согласовано увеличенным поглощением глюкозы для гликолиза, показывающего, что TCL1 включает метаболический «переключатель» в генерации энергии, необходимой для клеток для того чтобы, приобрести плюрипотентность."