科学者たちは初めて、細胞を幹細胞に変える前に細胞の記憶を完全に消去した

科学者たちはすでに、化学物質の特別な混合物を使用して、謙虚な皮膚細胞を人工多能性幹細胞として知られる弾力性のある組織に押し込むことで、人間の細胞を新しい形に変える方法を発見しています。

この新たな生命のリースにもかかわらず、これらの特定の細胞は成熟組織だった頃の遺伝的痕跡をまだ保持しており、これが白紙の状態での細胞の使用に影響を与えます。

今回、国際的な研究者チームが、細胞の記憶を消去して幹細胞としてより適切に再プログラムできるようにする新しい方法を発見するという、さらに優れた仕事を成し遂げた。

これはすべて分子の魔法のように聞こえるかもしれませんが、 多能性幹細胞を含む iPSC は、知られているように、2006 年以来、疾患のモデル化や治療法の開発を目的とした医学研究で使用されてきました。

2人の日本人科学者によってなされた彼らの発見は、さまざまな再プログラミング因子を使用して正常な成人細胞から胚性幹細胞を操作できるため、再生医療の新たな領域を切り開きました。

の iPSC の期待は非常に大きいiPSC は無限に広がり、体内のあらゆる種類の細胞を生み出すことができるため、病気の研究に非常に役立つツールであるだけではありません。 個性への踏み台にもなる 細胞ベースの治療損傷した組織や病気の組織を置き換えることができます。

研究室では、科学者たちはiPS細胞を使って本物の心臓細胞のように鼓動する心臓組織を成長させ、細胞小器官と呼ばれる器官のミニレプリカを作製した。

iPSC はまた、細胞分裂の基本や、次のような神経変性疾患についての比類のない洞察を私たちに与えてくれました。 アルツハイマー病 そして 運動ニューロン疾患。

しかし、iPSC の形成プロセスは完全ではありません。一部の細胞は、分化した状態で DNA に適用されたエピジェネティックな修飾を保持したり、細胞の挙動に影響を与える可能性のあるエピジェネティックな「記憶」に自発的な変化を起こすことさえあります。

「これにより、多能性幹細胞と、多能性幹細胞が模倣するとされる胚性幹細胞、および後にそれらから派生する特殊化された細胞との間に機能的な差異が生じ、その使用が制限される可能性がある。」 彼は説明する 研究著者のライアン・リスター氏は西オーストラリア大学のゲノム生物学者である。

そこでリスター氏らは、細胞の再プログラミング中にこれらの異常がいつ現れるのか、またそれらやその他の残存する兆候を回避または消去する方法を理解しようと努めた。

研究チームは、細胞が再プログラミングのプロセスを経て移動する際の遺伝子発現をプロファイリングし、どの遺伝子がいつオンになるかを調べた。

細胞のDNAの大部分はコイル状になっている ヒストンと呼ばれる大きなタンパク質、遺伝子をタンパク質に解読することが仕事である細胞機構の部分を保護します。

ヒストンが位置する場所によっては、細胞は科学者から送られる化学信号に反応しない可能性があり、その場合、細胞は再プログラミングプロセスを通じてエピジェネティックな記憶を保持します。

一過性ナイーブ（TNT）再プログラミングと呼ばれるこの新しい方法は、同じ胚の子宮壁への移植前後の非常に初期の胚発生時に起こる細胞の細胞ゲノムのリセットを模倣します。

細胞に関する一連の実験において、研究者らは 現れる TNT の再プログラミングは、特に DNA の密集領域で「エピジェ​​ネティック記憶を効果的に消去」しますが、他の重要な情報は削除されません。 ゲノムに刷り込まれている。

その結果、再プログラムされた細胞は、機能と分子レベルの両方において、胚性幹細胞により似たものになりました。

「私たちは、TNTの再プログラミングによって細胞治療と生物医学研究の新たな標準が確立され、その進歩が大きく前進することを期待しています。」 彼は言う。 レスター。

「これは、対処しなければ長期的に細胞治療に非常に有害な結果をもたらす可能性がある、従来の方法で生成された人工多能性幹細胞に関連する問題を解決します。」 追加 Jia Tan 氏は研究著者であり、メルボルンのモナシュ大学の細胞生物学者です。

この研究は、 自然。