Доктор биологических наук, профессор РАН, заместитель директора Томского НИМЦ по научной работе, руководитель лаборатории цитогенетики НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ Игорь Лебедев:

- Идея нашей работы базировалась на развитии технологии редактирования генома, которая получила название «молекулярные ножницы» и была удостоена Нобелевской премии. Мы решили проверить, можно ли данный метод исправления мутаций в отдельных генах применить к более крупным дефектам, связанным с хромосомными перестройками. Второй технологией, которую мы взяли за основу, является метод репрограммирования, также удостоенный Нобелевской премии: перевода клетки в исходное состояние, свойственное эмбриональным стволовым клеткам на самых ранних этапах развития организма. Мы берем фибробласты кожи пациента, возвращаем их в исходное эмбриональное состояние, затем – дифференцируем их в тот или иной тип клеток (к примеру, в нейроны или клетки печени) и детально прослеживаем судьбу хромосомных мутаций.

Удобным модельным объектом для изучения хромосомной нестабильности человека стали кольцевые хромосомы. В норме молекула хромосомы обладает линейной структурой; образование кольцевой структуры с потерей концевых участков приводит к риску развития хромосомных болезней разной степени тяжести.

В работах Нобелевского лауреата, исследователя стволовых клеток Шинья Яманака, было показано, что клетки с кольцевой хромосомой после репрограммирования оказываются нестабильными. В процессе деления клетки линейные хромосомы распределяются иначе, и кольцевая хромосома может «потеряться»: формируется моносомия (в клетке остается одна хромосома из пары - с линейной структурой). Изучив это явление, ученые заметили, что клетка затем способна самостоятельно восстановить нормальное число копий хромосом, то есть клетка способна исправить свой хромосомный набор.

- Мы решили запустить обратный процесс: хромосому с мутацией замкнуть в кольцо, «выбросить» его из стволовой клетки, дождаться удвоения оставшейся линейной хромосомы и, таким образом, получить для пациента клетку со сбалансированным хромосомным набором, без наследственной мутации, - поясняет кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории цитогенетики НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ Татьяна Никитина.

В лабораторных условиях ученые наблюдают весь спектр изменчивости кольцевых хромосом на стадии раннего эмбрионального развития.

- Главным итогом является то, что мы оценили, как «ведут себя» нестабильные хромосомные мутации в плюрипотентном состоянии. И выяснили, что в ряде случаев происходит нормализация хромосомного набора, - резюмирует Игорь Ледебев.
 

• Комплексные исследования хромосомной нестабильности проводятся научными коллективами НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ и ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН».
• Исследования были поддержаны грантом Российского научного фонда
• Научная статья по итогам 5-летней работы опубликована в журнале «Scientific Reports»

Публикации СМИ:
Издание СО РАН "Наука в Сибири"
Портал "Научная Россия"
Портал "Genetics info"