Laboratory of Developmental Epigenetics

• Обнаружено, что импринтированная инактивация у полевок происходит видоспецифическим образом и подразделяется на две стадии. На ранних стадиях импринтированной инактивации Х-хромосома полевок обогащена модификациями H3K9me3, HP1, H4K20me3 и uH2A, которые характерны для сайленсинга полового хроматина в мейозе. Позже на инактивированной Х-хромосоме происходит формирование второго типа гетерохроматина, для которого характерно обогащение триметилированным H3K27;
• Установлено, что центр инактивации Х-хромосомы представляет собой обширную зону инициации репликации, которая содержит множество сайтов инициации репликации. Показано, что высокая эффективность инициации репликации в центре инактивации характерна для районов с открытой структурой хроматина;
• Получены линии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) обыкновенных полевок рода Microtus, которые поддерживают недифференцированное состояние более 28 пассажей, демонстрируют экспрессию собственных генов плюрипотентности (Nanog, Oct4, Sox2, Sall4, Esrrb) и способны образовывать производные трех первичных зародышевых листков. Полученные линии являются моделью для исследования процессов раннего развития, в частности феномена инактивации Х-хромосомы;
• Впервые проведено секвенирование и сравнительный анализ транскриптомов плюрипотентных клеток крысы (ЭСК и ИПСК). Показано, что транскриптомы ЭСК и ИПСК крысы имеют значительное сходство и отличаются от транскриптомов дифференцированных клеток. Репрограммирование соматических клеток крысы к плюрипотентному состоянию сопровождается реактивацией неактивной Х-хромосомы. При дифференцировке плюрипотентных клеток крысы происходит процесс инактивации Х-хромосомы, в результате которого на инактивируемой Х-хромосоме формируются два типа факультативного гетерохроматина, описанные у других видов млекопитающих;
• Проведено секвенирование малых РНК в плюрипотентных стволовых клетках и эмбриональных фибробластах крысы. Определены микроРНК с повышенным уровнем экспрессии в плюрипотентных стволовых клетках в сравнении с фибробластами. Выявлено 404 новых микроРНК крысы;
• Получены линии эмбриональных фибробластов лабораторной крысы с CRISPR/Cas9-опосредованным нокдауном генов Jak1, Jak2 и Tyk2. Данные клеточные линии будут применены для исследования молекулярных основ индукции и поддержания самообновления и плюрипотентности клеток;
• Впервые разработан метод получения функциональных эндотелиальных и гладкомышечных клеток из отходного послеоперационного материала миокарда правого желудочка и ушка правого предсердия. Полученные клетки демонстрируют ангиогенный потенциал in vivo на модели иммунодефицитных мышей SCID. На основе полученных клеток и мембран из смеси поликапролактона и хитозана получены тканеинженерные конструкции. Показано, что в их составе клетки демонстрируют нормальные функциональные свойства и пролиферативный потенциал. Тканеинженерные конструкции из поликапролактона, заселенные полученными эндотелиальными и гладкомышечными клетками, имеют функциональное преимущество перед незаселенными конструкциями при имплантации в брюшную аорту иммунодефицитным мышам SCID. Полученные клетки и тканеинженерные конструкции на их основе могут быть применены для разработки пациент-специфических методов регенеративной медицины, в том числе получения заменителей сосудов малого диаметра;
• Создана система для CRISPR/Cas9-опосредованной гомологичной рекомбинации в локусе Avp крыс линии Brattleboro, которые являются моделью наследственного гипоталамического несахарного диабета;
• Создана и охарактеризована система для CRISPR/Cas9-опосредованного внесения точечных мутаций в нуклеотидную последовательность гена SOD1 человека для создания изогенной клеточной модели бокового амиотрофического склероза;
• Для создания моделей спинальной мышечной атрофии и наследственной формы болезни Альцгеймера получены пациент-специфичные индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, несущие мутации, вызывающие данные заболевания. Отработан протокол дифференцировки пациент-специфичных ИПСК в моторные нейроны, которые являются релевантным типом клеток в случае спинальной мышечной атрофии;
• Получена система векторов для CRISPR/Cas9-опосредованного внесения треков тринуклеотидных повторов (CAG)63-215 в локус HTT человека, предназначенная для получения изогенных клеточных моделей болезни Хантингтона. Получены, отобраны и проанализированы клеточные клоны линий НЕК293, фибробластов человека и ИПСК, несущие встройки тринуклеотидных повторов (CAG)55-215 в первом экзоне гена НТТ. Показано негативное влияние мутации в гене НТТ на жизнеспособность и интенсивность пролиферации клеток линии НЕК293;
• Для создания клеточных моделей синдрома удлиненного интервала QT и гипертрофической кардиомиопатии получены пациент-специфичные индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, несущие мутации, вызывающие данные заболевания. На примере синдрома удлиненного интервала QT отработана методика направленной дифференцировки пациент-специфичных ИПСК в кардиомиоциты.