Två "fingerliknande" proteiner använder olika mekanismer för att skydda embryonala stamcellers förmåga att differentiera till en mängd olika celltyper, enligt en A*STAR-ledd studie. Detta fynd kan hjälpa forskare att utveckla nya sätt att regenerera förlorad eller skadad vävnad.
PRDM är en familj av 17 proteiner med fingerliknande strukturer som innehåller zink, som är involverade i reglering av genuttryck och modifiering av kromatins struktur, materialet som bildar kromosomer.
Ernesto Guccione, från A*STAR's Institute of Molecular and Cell Biology, och kollegor i hela Singapore undersökte två PRDM:s roller, PRDM14 och PRDM15, vid utveckling av embryonala stamceller från mus (ESC).
De fann att båda proteinerna var avgörande för självförnyelse av ESC - processen som upprätthåller deras "naiva tillstånd, " som tillåter ESC:er att vidmakthålla stamcellspoolen och mogna till vilken celltyp som helst - men att de gjorde detta genom olika mekanismer.
PRDM14 hjälper till att hålla stamcellerna naiva genom att stänga av en grupp gener, kallas DNMT, som kodar för en familj av enzymer som lägger metylgrupper till DNA. PRDM15, dock, var inte involverad i DNA-metylering.
Teamet fann att PRDM15 bevarade ESC:s naiva tillstånd genom att slå på gener som är involverade i att reglera två signalvägar som kommunicerar hur cellen ska fungera.
"Jag tyckte det var intressant, ur en evolutionär synvinkel, att olika medlemmar av samma familj, som binder till helt distinkta mål, har utvecklats för att reglera liknande vägar, på ett icke-redundant sätt, för att förhindra embryonal stamcellsdifferentiering, säger Guccione.
Tidigare studier hade fastställt "nedströms" detaljer om vad som händer inom embryonala stamceller när tre olika signalvägar slås på och av, men mycket förblev okänt om de "uppströms" faktorerna, inklusive de som diskuteras i denna studie, som påverkar dessa vägar. Att förstå dessa signalvägar är viktigt för att bestämma optimala odlingsförhållanden för mus ESC, förstå ledtrådarna som reglerar normal embryonal utveckling i levande organismer, och hitta sätt att omprogrammera kroppens celler för att regenerera andra vävnadstyper.
Guccione och hans kollegor samarbetar nu med genetiker för att undersöka om mutationer i PRDM15 leder till utvecklingsdefekter hos människor. "Vi tror att våra resultat kan införlivas i rutinmässiga screeningstrategier för familjer som visar utvecklingsfel, " han säger.
