Биоинженеры из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) разработали технологию производства мышечных клеток из соединительной ткани без изменения генома. С помощью коктейля из малых молекул и белков, они «перепрограммируют» клетки соединительной ткани в мышечные стволовые. Последние быстро размножаются и производят мышечные волокна.
Важным компонентом коктейля и центральным катализатором клеточной трансформации является белок MyoD. Это фактор транскрипции, который регулирует активность определенных мышечных генов в ядре клетки. MyoD обычно отсутствует в клетках соединительной ткани. Для «трансформации» клеток они должны производить этот белок в ядре в течение нескольких дней.
Традиционно исследователи используют для этого генную инженерию. Вирусные частицы, в которых содержится код для производства белка, встраиваются в ядро клетки. Но это рискованный подход: ученые не могут контролировать, в какие участки генома вирус вставит инструкции. В ряде случаев такая процедура делает клетки нежизнеспособными или приводит к мутациям и образованию раковых клеток.
Чтобы избежать риска, швейцарские биоинженеры не меняют исходный геном клетки, а вводят в них мРНК нужного гена. Матричная РНК (мРНК) синтезируется на основе ДНК в ходе транскрипции и служит основой для синтеза белков в клетках. Такие изменения не нарушают геном, но запускают производство белка MyoD. Вместе с другими компонентами коктейля это запускает преобразование соединительной ткани в мышечные волокна.
Исследователи продемонстрировали свой метод на клетках мышей, но они уверены, что адаптированный принцип будет работать и у людей. Такие искусственные мышечные волокна в перспективе можно будет использовать в хирургии, а мышечные стволовые клетки — для лечения некоторых заболеваний. Кроме того, метод можно адаптировать для коров и производить искусственное мясо.
Читать далее:
Физики объяснили необычные свойства «странных металлов»
Ученые генетически отредактировали свиные почки и пересадили их человеку
Физики наблюдали спаривание электронов: этот эффект был предсказан более полувека назад
На обложки: микроскопический снимок формирования искусственной мышечной ткани. Фото: ETH Zurich, Bar-Nur lab