Белок из маточного молочка стимулирует «стволовые» гены в эмбриональных клетках млекопитающих, задерживая их специализацию.

Мы знаем, что у пчёл есть разные касты: есть особи, которые собирают нектар и пыльцу, есть те, которые заботятся о личинках, и т. д. Все рабочие пчёлы – самки, кроме них есть ещё самцы-трутни. Но все они, и рабочие самки, и трутни, отличаются от царицы-матки, которая заметно крупнее своих подданных.

Пчелиная матка в окружении пчёл-рабочих. (Фото: Matt Bearup / Flickr.com) 

Но если матка крупнее, значит, в её организме дольше работали стволовые клетки, которые производят все типы специализированных клеток: сердечных, мышечных, нервных и т. д. Любой организм начинается с эмбриональных стволовых клеток, которые делятся, делятся и делятся, попутно приобретая специализацию. В пчелиной матке стволовые клетки делятся дольше, чем в рабочих пчёлах, поэтому она и получается крупнее.

Но ведь у рабочих пчёл и матки гены одинаковые. Значит, они по-разному у них работают – то есть гены, поддерживающие в клетки в стволовом состоянии, у матки работают дольше. Очевидно, всё дело в питании. Как мы опять же знаем, тех личинок, которым предстоит стать царицами ульев, пчёлы-кормилицы выкармливают только маточным молочком, и это же молочко всю жизнь ест сама царица. (Личинки, которые предназначены в рабочих, тоже поначалу едят молочко, но довольно быстро туда начинают подмешивать нектар и пыльцу.)

В составе маточного молочка есть белок под названием ройялактин, которому, как считается, молочко во многом обязано своими свойствами: ройялактин управляет активностью генов, помогая личинке стать царицей. Исследователи из Стэнфорда решили проверить, как пчелиный белок будет действовать на эмбриональные стволовые клетки мышей. Эти клетки, если их выращивать в лаборатории, приходится всё время ограничивать, чтобы они не начинали специализироваться, для чего в их питательную среду добавляют особые регуляторные белки, которые тормозят специализацию и задерживают стволовые клетки в стволовом состоянии.

В статье в Nature Communications говорится, что если к клеткам добавляли пчелиный белок, то клетки оставались стволовыми безо всяких дополнительных ухищрений. Ройялактин стимулировал активность генов, которые поддерживали клетки во «всемогущем» недифференцированном состоянии – они продолжали делиться, сохраняя возможность превратиться во что угодно, в какой угодно тип клеток.

У позвоночных ройялактина нет, но есть похожий белок NHLRC3, который активен во время эмбрионального развития. В экспериментах он действовал на мышиные эмбриональные клетки точно так же, как ройялактин. (Любопытно, что NHLRC3 (который переименовали в белок Regina, то есть белок «королева») по аминокислотной последовательность не похож на пчелиный белок – но зато он похож по форме, по трёхмерной структуре.)

От стволовых клеток у нас зависит очень многое; многих заболеваний, особенно тех, что приходят с возрастом, можно было бы избежать, если бы мы умели управлять своими стволовым клетками – например, в прошлом году мы писали, что старение всего организма можно задержать, если обновить стволовые клетки гипоталамуса.

Есть ли у ройялактина и NHLRC3 какие-то медицинские перспективы, могут ли они, например, ускорять заживление ран, покажут дальнейшие эксперименты. Секрет стволовых клеток, конечно, не сводится только к одному белку, но чем больше мы будем знать о них, тем более совершенной будет наша клеточно-стволовая медицина.