Учёные изучили механизмы эмбриональной диапаузы — состояния, когда эмбриональные клетки временно приостанавливают своё развитие и сохраняют жизнеспособность до наступления благоприятных условий. Это исследование помогает лучше понять, как животные откладывают беременность и как опухолевые клетки могут уклоняться от лечения.
Эмбриональная диапауза — это остановка развития эмбриона на стадии бластоцисты. При этом клетки остаются живыми и сохраняют способность к развитию. До сих пор было неясно, как клетки могут сохранять свою плюрипотентность при полном прекращении метаболических процессов.
Исследователи из Университета Рокфеллера провели эксперименты с эмбриональными стволовыми клетками мышей в лаборатории. Сначала они использовали вещества, блокирующие белок mTOR, чтобы имитировать дефицит питательных веществ. Затем они применяли препарат I-BET151, который подавлял действие регуляторных белков и создавал ощущение дефицита факторов роста. Независимо от способа воздействия, клетки реагировали одинаково: они значительно снижали затраты энергии и синтез белков, но при этом сохраняли способность к дифференцировке в разные типы тканей.
Генетический анализ показал, что в обычных условиях определённые участки ДНК блокируются белками Capicua. Это предотвращает активацию генов, ответственных за клеточную специализацию. Однако при стрессе активность Capicua уменьшается, что приводит к активации этих генов и подавлению сигнального пути MAP-киназы, который обычно запускает клеточную дифференциацию. Искусственная блокировка этих генов вызывала потерю плюрипотентности клеток и их активное деление. Это подтверждает, что обнаруженный механизм действительно является ключевым регулятором эмбриональной диапаузы.
Это открытие не только помогает понять механизмы эмбриональной диапаузы, но и даёт представление о том, как клетки ведут себя во взрослом организме. Вероятно, аналогичные процессы происходят в опухолевых и иммунных клетках, которые могут временно прекращать свою активность в условиях лекарственного воздействия или недостатка ресурсов, а затем возобновлять деление. Понимание этих механизмов открывает новые возможности для разработки методов лечения рака.