Семинар "Мутации в плюрипотентных стволовых клетках и генах плюрипотентности"

Технологии, основанные на использовании стволовых клеток, имеют большой потенциал для практического применения, включая направления регенеративной медицины, экспериментальное моделирование заболеваний in vitro и даже решения проблемы старения. Сегодня практическое применение технологий стволовых клеток в медицине крайне ограничено. Риски связаны с невозможностью полностью контролировать поведение стволовых клеток, возникновением соматических мутаций при перепрограммировании и вероятностью трансформаций в опухолевые клетки.

Семинар включает обсуждение следующих тем:

I. Накопление мутаций в некодирующих участках генома при перепрограммировании

Процесс перепрограммирования соматических клеток в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) предполагает отбор клеток, способных к пролиферации. Неудивительно, что в результате перепрограммирования накопление соматических мутаций происходит значительно быстрее, чем при поддержании клеток в культуре. Большая часть соматических мутаций (>98%) попадает в некодирующие участки генома, где предсказать их влияние на экспрессию генов затруднительно. Одним из возможных решений этой проблемы является оценка мутаций с точки зрения их перекрывания с функциональными элементами некодирующих областей – энхансерами и сайтами связывания факторов транскрипции в контексте энхансеров. Предполагается, что на основании картирования мутаций в 100-200 линиях ИПСК станет возможным установить характеристические паттерны мутаций, присущие перепрограммированию в ИПСК. Такая информация может быть использована при создании микрочипов для быстрой диагностики линий ИПСК.

II. Эволюция злокачественных клеток с точки зрения маркеров плюрипотентности

Согласно последним исследованиям развитие злокачественных опухолей хорошо согласуется с законами Дарвиновской эволюции. Некоторые данные предполагают, что эволюция раковых клеток направлена в сторону обретения ими некоторых фенотипических черт эмбриональных стволовых клеток. Действительно, экспрессия маркеров плюрипотентности обнаруживается во многих злокачественных образованиях. Что происходит с генами плюрипотентности при эволюции раковых клеток? Каков паттерн мутаций в генах плюрипотентности в различных злокачественных опухолях, в том числе, в некодирующих областях генома? Возможно ли использовать подобную информацию для быстрой диагностики клеток (в том числе ИПСК)?

Выступающий:

Дмитрий Папаценко

к.б.н., доцент Центра системной биомедицины и биотехнологии Сколковского института науки и технологий

Дмитрий Папаценко специализируется на биологии развития и регенеративной биологии. Получив научную степень кандидата наук в Институте молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Дмитрий продолжил исследовательскую деятельность в Медицинском институте Говарда Хьюза при Рокфеллеровском Университете в Нью-Йорке. Там фокус его исследований был направлен на создание моделей, объясняющих образование пространственных паттернов экспрессии генов на примере эмбрионов дрозофилы. В 2004 году Дмитрий продолжил разработку интегрированных количественных моделей регуляции активности генов в Университете Калифорнии в Беркли. В последнее время, до начала работы в Сколтехе, он работал в Медицинской школе Икан Центра Маунт-Синай в Нью-Йорке и занимался исследованиями в области анализа эмбриональных и гемопоэтических стволовых клеток.