Исследователи в Институте биологических исследований Салкса впервые взяли клетки кожи шимпанзе и бонобо и превратили их в плюрипотентные стволовые клетки (iPSCs), то есть такой тип клеток, который способен формировать другие и ткани в теле.
Мышиные iPSCs были созданы в 2006 году Казутоши Таканаши и Шинья Яманака из киотского университета в Японии, а вскоре последовали человеческие iPSCs – которые принесли Яманака нобелевскую премию в физиологии и медицине в прошлом году. Сейчас ученые постоянно используют iPSCs для моделирования болезней, используя клетки, которые другим способом трудно было получить у живых людей или животных. Добавляя комбинацию четырех ключевых факторов, клетки кожи могут быть превращены в iPSCs, которые затем могут быть трансформированы для формирования печени, легких и клеток мозга в чашке Петри.
Сейчас возможно не только моделировать болезни, используя клетки, но также и сравнить iPSCs людей с их ближайшими родственниками – большими обезьянами, с которыми мы разделяем большую часть генов – для понимания того, что на молекулярном и клеточном уровне делает нас людьми.
«Сравнения клеток людей, шимпанзе и бонобо могут дать нам подсказки для понимания биологических процессов, таких как инфекции, болезни, развитие мозга, адаптация и генетическое разнообразие», говорит ведущий исследователь Иниго Нарвайза, который проводил исследование с ученым Каролом Марчетто в институте Салка в Ла Йолла. «До сих пор источники клеток шимпанзе и бонобо были ограничены посмертными тканями или кровью. Сейчас мы можем генерировать нейроны, к примеру, от трех различных особей и сравнить их с тестовыми гипотезами».
В исследовании, опубликованном 23 октября онлайн в журнале Nature, ученые указывают на несоответствие в регулировании прыгающих генов или транспозонов – элементов ДНК, которые могут копировать и вставлять себя в точки на геноме – между людьми и клетками приматов. Прыгающие гены могут предоставить возможности по быстрому смешиванию ДНК и могут определять эволюцию наших геномов, как утверждают ученые.
Работая в лабораториях Салкса, Фред Гейдж и Джон Адлер, отмеченные за работу по нейродегенеративным возрастным болезням, Нарвайза, Марчетто и их коллеги определили гены, которые отличаются у людей и шимпанзе с бонобо.
К удивлению группы, два из этих генетических кода протеинов, которые ограничивают прыгающий ген распределенный элемент 1 или L1 сокращенно. В сравнении с клетками нечеловеческих приматов, человеческие iPSCs показывают более высокие уровни этих ограничителей, называемых APOBEC3B и PIWIL2. «Мы этого не ожидали», говорит Марчетто. «Эти гены попались нам на глаза, и стали первыми целями, на которых мы сфокусировались».
Ваше мнение