iScience: старі стовбурові клітини м’язів мають надмірно активну ДНК

Вчені Гонконзького університету науки та технологій виявили нову ознаку старіння у м’язових стовбурових клітинах (MuSC). Виявилося, що хроматин – основна речовина хромосом – у старих стовбурових клітин демонструє надмірну активність, що відрізняє їх від молодих MuSC. Результати дослідження опубліковані у журналі iScience. 

Відомо, що дорослі стовбурові клітини, які беруть участь у регенерації тканин, наприклад, скелетних м’язів, здатні тривалий час перебувати у стані спокою, а при травмі активуються та починають ділитися. Потім деякі активовані MuSC повертаються у стан спокою для самооновлення та поповнення пулу стовбурових клітин. Ключовим з’єднанням, що у цьому процесі, є білок Pax7, яке виснаження призводить до виснаження пулу через зупинки клітинного поділу.

Хроматин – це речовина, яка складається з ДНК та пов’язаних з нею білків. Він може мати два стани: конденсований, при якому його структура щільно упакована (гетерохроматин) і менш щільний стан – еухроматин. Гетерохроматин характеризується тим, що ДНК у його складі не транскрибується, тобто не бере участі у процесі синтезу РНК та білків. Цим досягається регуляція клітинного геному, оскільки кожен тип клітин, у тому числі MuSC, повинен мати свій набор активованих генів.

Дослідники вивчили зміни у відкритості хроматину у молодих та старих MuSC під час виходу зі стану спокою, ранньої активації та регенерації. Для аналізу еухроматину використовується метод секвенування ATAC-seq, який виявляє відкриті ділянки геному за вбудованим у нього штучним фрагментам адаптерам. Виявилося, що у старих стовбурових клітин хроматин характеризується більшою відкритістю, тобто активним хронічним станом. Внаслідок цього стан спокою у цих клітин часто переривається, внаслідок чого погіршується здатність до регенерації. Крім того, відкритість хроматину сприяє посиленню активності генів, пов’язаних із розвитком раку.

Вченим також вдалося виявити ключові регулятори Pax7, які називають енхансерами – це ділянки ДНК, які здатні посилити активність конкретного гена. Експериментальне блокування енхансерів призвело до дефіциту білка Pax7 та дисфункції стовбурових клітин. Активність цих енхансерів знижувалася у старих клітин, що покоїться, що, можливо, пояснюється дією якихось інших факторів. За словами вчених, якщо вдасться знайти спосіб зберегти активність енхансерів у старих клітин, це дозволить «омолодити» їх.

Читайте також

Екстремальна спека “плавить” ДНК і пришвидшує старіння: що кажуть науковці

Самая старая ДНК открыла потерянный мир в возрасте двух миллионов лет

Популярний підсолоджувач запідозрили у руйнуванні ДНК

Життя до 150 років і безсмертя через трансплантацію: фантазії чи майбутнє медицини?