Генетика и эпигенетика млекопитающих: перспективы исследований
В ближайшие несколько лет мы станем свидетелями убедительных успехов в понимании генетических и эпигенетических факторов, которые определяют тотипотентность и плюрипотентность половых и стволовых клеток. Становятся доступными высокопроизводительные и чувствительные методы определения различных уровней эпигенетической информации. Будут идентифицированы факторы, которые регулируют эпигенетическую информацию, особенно те, которые требуются для репрограммирования эпигенетических меток в соматических клетках в те, которые обнаружены в плюрипотентных клетках. Необходимо также развивать методы селективного и безопасного манипулирования эпигенетического состояния in vivo.
Плюрипотентные стволовые клетки представляют много удивительных возможностей как для фундаментальных исследований, так и для их потенциального применения в биомедицине. Что касается фундаментальных исследований, уникальность плюрипотентного состояния дает возможность проникнуть в механизмы, которые регулируют решение клеточной судьбы. Способность дифференцироваться в разнообразные клеточные типы дает возможность создавать заместительные клетки для восстановления поврежденной ткани. Они могут быть также использованы для моделирования болезней, чтобы исследовать, как развиваются различные заболевания у человека, вызванные специфическими мутациями или эпимутациями (т.е., мутациями, вызванными изменениями ДНК метилирования или хроматиновых матриц без изменений последовательностей ДНК), что в свою очередь может способствовать развитию новых лекарств для лечения и даже предотвращения болезней.
При использовании плюрипотентных стволовых клеток человека возникли критические этические проблемы, которые обсуждаются широкой общественностью. Очень важно установить адекватные этические рамки и правила использования стволовых клеток для исследований и биомедицинского применения, поскольку получение плюрипотентных стволовых клеток связано с использованием ранних эмбрионов.
Более глубокое познание эпигенетических механизмов, которые регулируют плюрипотентность и репрограммирование генома, когда-нибудь позволят получать плюрипотентные стволовые клетки непосредственно из взрослых стволовых клеток и даже из дифференцированных клеток без использования эмбрионов. (Это предположение авторов, которое во время подготовки рукописи к печати, казалось довольно смелым, очень скоро стало реальностью. Клетки, обладающие всеми свойствами плюрипотентных стволовых клеток, были получены из дифференцированных клеток человека (Science, 2007, 318: 1917-1920) и мыши (Cell, 2006, 126:663-676; примечание переводчика). Это один из аспектов, когда успехи в понимании эпигенетических механизмов могут оказаться решающими для развития медицины в будущем.
