В среднем в организме человека содержится 35 триллионов эритроцитов, каждую секунду разрушается около трех миллионов из них, и столько же воспроизводится для поддержания уровня активных эритроцитов в крови. Интересно, что все эти клетки подвергаются многоуровневому процессу дифференцировки, который называется эритропоэзом. Он начинается с гемопоэтических стволовых клеток, клеток-предшественников для всех клеток крови, включая иммунные клетки. Стволовые клетки крови дифференцируются в мультипотентные клетки-предшественники, затем следует постепенный процесс развития до зрелых эритроцитов.
Нарушение процесса дифференцировки может привести к негативным последствиям, таким как развитие анемии при недостаточном количестве стволовых клеток, задействованных в эритропоэзе, а неправильное развитие иммунных клеток может быть связано с развитием лейкоза.
Эпигенетическая модуляция на ранних этапах гемопоэза
Лаборатория Асифы Ахтар (Asifa Akhtar) при Институте иммунобиологии и эпигенетики им. Макса Планка (MPI of Immunobiology and Epigenetics) во Фрайбурге исследует регуляцию процессов дифференцировки клеток крови. На сегодняшний день команде удалось выяснить, как фермент MOF, эпигенетический регулятор, управляет процессом развития гемопоэтических стволовых клеток при эритропоэзе.
«Одним из наиболее важных внутренних факторов, определяющих процессы развития клеток, является модуляция хроматинового ландшафта», - говорит Асифа Ахтар (Asifa Akhtar). В наших клетках ДНК упаковывается
вокруг гистоновых белков, чтобы создать структуру хроматина. Эта упаковка играет решающую роль в клеточно-специфичной регуляции генов, и в дифференцировке эритроцитов. В обычном состоянии хроматин не является «пермиссивным», что означает, что гены не транскрибируются, но переключение гистонов раскрывает хроматиновые участки и способствует экспрессии генов.
Эпигенетическая регуляция направляет стволовые клетки по правильному пути
Известно, что фермент MOF непосредственно запускает «открытие» хроматина путем ацетилирования гистона Н4 в специфичном сайте (K16 ac). При изучении роли MOF в процессе образования красных кровяных клеток у мышей было обнаружено, что фермент динамически управляет эритропоэзом, регулируя доступность хроматина у стволовых клеток и у клеток-предшественников эритроцитов. «Наши данные показывают, что определённая дозировка и время действия MOF во время развития клеток крови имеют важное значение для активации программы развития эритроцитов. Транскрипционные факторы включаются в правильной последовательности, что имеет решающее значение для эритроцитарного ростка», — говорит ведущий автор Сесилия Песоа Родригес (Cecilia Pessoa Rodrigues).
Исследователи убеждены, что полученные результаты могут ознаменовать значительный прогресс в нашем понимании механизмов коммитирования клеток эритроцитарного ростка, и дать начало созданию новых терапевтических подходов при лечении таких заболеваний, как лейкоз или анемия. Хотя, на данный момент, не изучены все последствия недостаточной выработки фермента MOF, уже известно, что сбалансированная и контролируемая активность эпигенетических регуляторов необходима для нормального развития гемопоэтических клеток. «Неудивительно, что низкие уровни MOF связаны с острым миелоидным лейкозом. Мы полагаем, что это может быть связано с нарушением ацетилирования хроматина, что является критическим для факторов, обеспечивающих нормальное кроветворение. Выявление уровней доступности хроматина и, как следствие, механизмов регуляции генов, которые влияют на траектории дифференцировки, будут полезны для дальнейшего понимания гемопоэза в норме и при патологических состояниях», — говорит Асифа Ахтар.
Источник перевода: https://www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200520151253.htm
