Gomeoboks-soderzhashchie belki Prep1 i Meis v kletochnykh protsessakh

Abstract

Full Text

Транскрипционные факторы семейства TALE (Prep, Pbx, Meis) являются ключевыми регуляторами функционирования, роста и дифференцировки клеток. Наряду с исследованиями биохимических свойств этих факторов, нами была установлена роль Prep1 , Meis1, Meis2, Pbx1, Pbx2 в различных биологических процессах. С помощью ChIP-seq анализа были определены профили и сайты связывания TALE факторов с ДНК, установлены общие для различных клеток их гены-мишени. Набор генов-мишеней позволил определить уникальные роли этих факторов в клеточных процессах. Нами была изучена роль фактора Prep1 и Meis в адипо-цитарной дифференцировке. Установлено, что Prep1 необходим для поддержания мезенхимальных стромальных клеток в недифференцированном состоянии. В наших работах с использованием ATAC-seq анализа было убедительно показано, что Prep1 обладает уникальной способностью связываться с хроматином в «закрытой» конфигурации, т. е. выступать в роли «пионерного» фактора. В частности, в клетках преадипо-цитов приблизительно половина сайтов связывания Prep1 приходится на локусы, недоступные для прямого взаимодействия с белками. Механизм этого связывания не исследован, однако анализ сайтов связывания с ДНК говорит о взаимодействии Prep1 с дополнительными ДНК-связывающими белками, возможно, с образованием комплексов. Наши недавние исследования показали, что Prep1 необходим для процессов дифференцировки мезенхимальных стромальных клеток (МСК). МСК представляют собой высокогетерогенную клеточную популяцию, в которой отсутствуют молекулярные маркеры для идентификации суб-популяций стромальных стволовых клеток и их предшественников. С использованием технологии RNA-seq одиночных клеток и МСК, полученных из костного мозга мышей с пониженным уровнем экспрессии Prep1 (гипоморфных мышей), нами было показано, что Prep1 необходим для поддержания остеоген-специфи-ческих МСК, так как в МСК из Prep1 гипоморфных мышей количество этих клеток значительно уменьшено. Исследования по ex vivo дифференцировке МСК в остеобласты подтверждают эти выводы. Биоинформационный анализ данных RNA-seq одиночных клеток позволил нам определить основные молекулярные пути с участием Prep1 во время функционирования и дифференцировки клеток мезенхимальных стромальных клеток. Таким образом, факторы TALE необходимы для процессов дифференцировки клеток, а также для поддержания их в недифференцированном состоянии. Набор факторов, а также механизм их действия в этих процессах уникальны.