Ученые выяснили, как доза белков влияет на перепрограммирование клеток

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) обнаружили, что даже небольшие различия в дозе транскрипционных факторов — белков, управляющих экспрессией генов — могут направлять клетки к совершенно разным судьбам. Это открытие раскрывает новый уровень контроля в клеточном перепрограммировании.

Дизайн scTF-seq и соответствующий атлас сверхэкспрессии транскрипционных факторов. Автор: Nature Genetics (2025). DOI: 10.1038/s41588-025-02343-7

Хотя транскрипционные факторы могут «перематывать» клетки назад в стволовые или превращать в новые типы, на практике результаты часто непредсказуемы. Многие клетки в экспериментах игнорируют инструкции или принимают нежелательные состояния.

Новый метод scTF-seq, разработанный под руководством Барта Деланке, систематически анализирует влияние транскрипционных факторов на судьбу клеток с разрешением на уровне одной клетки. Ученые создали библиотеку из 384 факторов, каждый с уникальным генетическим штрих-кодом, и ввели их в клетки мышей, отследив почти 40 000 индивидуальных клеток.

«Наши результаты показывают, что доза транскрипционного фактора может полностью изменить картину трансформации. Это не бинарный переключатель, а скорее настройка диска, и результат может полностью измениться в зависимости от его положения», — объясняет Ванцзе Лю, ведущий автор исследования.

Оказалось, что факторы сильно различаются по своей перепрограммирующей силе и чувствительности к дозе. Некоторые вызывали сильные изменения при низких уровнях, другие требовали высоких доз, а третьи почти не действовали. Некоторые демонстрировали нелинейные ответы — индуцировали одну судьбу при низкой дозе и другую при высокой.

Исследование также показало, что пары факторов добавляют дополнительный уровень сложности: в зависимости от соотношения они могут либо сотрудничать, либо мешать друг другу.

«Если мы хотим надежно конструировать клетки, нам необходимо понимать эту логику дозировки», — отмечает Деланке.

Метод scTF-seq предоставляет мощный инструментарий для регенеративной медицины, моделирования заболеваний и скрининга лекарств, где точное управление клеточной судьбой становится критически важным.