Mutant Kök Hüceyrələr İnkişaf Qaydalarına Məhəl qoymur

Müəllif redaktor

İnkişaf edən ürək hüceyrələrindən bir genin çıxarılması onları qəflətən beyin hüceyrələrinin prekursorlarına çevirərək Gladstone tədqiqatçılarını hüceyrə şəxsiyyətini yenidən düşünməyə vadar edir.

Print Friendly, PDF və Email

Təsəvvür edin ki, tort bişirirsiniz, amma duzunuz tükənir. Hətta itkin tərkib hissəsi olsa belə, xəmir hələ də tort xəmirinə bənzəyir, ona görə də siz onu sobaya yapışdırıb barmaqlarınızı keçərək, adi torta olduqca yaxın bir şey əldə etməyi gözləyirsiniz. Bunun əvəzinə tam bişmiş biftek tapmaq üçün bir saat sonra qayıdırsınız.

Praktik zarafat kimi səslənir, lakin Gladstone İnstitutunun alimləri yalnız bir geni - ürək hüceyrələrinə çevrilmək üçün təyin olunan kök hüceyrələri birdən-birə beyin hüceyrələrinin prekursorlarına bənzəyən zaman siçan kök hüceyrələrindən ibarət bir qabda baş verən bu cür şok edici transformasiyadır. Alimlərin təsadüfi müşahidələri, kök hüceyrələrin yetkin hüceyrələrə necə çevrildiyi və yetkinləşdikcə öz şəxsiyyətlərini qoruyub saxladıqları haqqında bildiklərini düşündüklərini təkmilləşdirir.

Gladstone Ürək-Damar Xəstəlikləri İnstitutunun direktoru və yeni tədqiqatın baş müəllifi Benoit Bruneau, PhD, "Bu, həqiqətən, hüceyrələrin ürək və ya beyin hüceyrələrinə çevrilmə yoluna qədəm qoyduqda onların öz yollarını necə saxlaması ilə bağlı fundamental anlayışlara meydan oxuyur" deyir. Təbiət.

Geri dönüş yoxdur

Embrion kök hüceyrələri pluripotentdir - onlar tam formalaşmış yetkin orqanizmdə hər növ hüceyrəyə diferensiallaşma və ya çevrilmə qabiliyyətinə malikdirlər. Ancaq kök hüceyrələrin yetkin hüceyrə növlərini meydana gətirməsi üçün bir çox addımlar lazımdır. Ürək hüceyrələrinə çevrilmə yolunda, məsələn, embrion kök hüceyrələri ilk növbədə ən erkən embrionlarda tapılan üç ibtidai toxumadan biri olan mezodermaya diferensiallaşır. Yolun daha aşağısında, mezoderma hüceyrələri sümükləri, əzələləri, qan damarlarını və döyünən ürək hüceyrələrini yaratmaq üçün budaqlanır.

Hüceyrə bu yollardan birini fərqləndirməyə başladıqdan sonra başqa bir taleyi seçmək üçün geri dönə bilməyəcəyi ümumiyyətlə qəbul edilir.

"Hüceyrə taleyi haqqında danışan demək olar ki, hər bir alim, dik, ayrı-ayrı dərələrə enən müxtəlif xizək yamacları olan xizək kurortuna çox bənzəyən Waddington landşaftının bir şəkilindən istifadə edir" dedi William H. Younger sədri olan Bruneau. Gladstone-da ürək-damar tədqiqatlarında və UC San Francisco-da (UCSF) pediatriya professoru. "Əgər hüceyrə dərin bir vadidədirsə, onun tamamilə başqa bir vadiyə keçməsi üçün heç bir yol yoxdur."

On il əvvəl, Gladstone baş müstəntiqi, MD, PhD Shinya Yamanaka, tam diferensiallaşmış yetkin hüceyrələrin induksiya edilmiş pluripotent kök hüceyrələrə necə yenidən proqramlaşdırılacağını kəşf etdi. Bu, hüceyrələrə dərələr arasında tullanmaq imkanı verməsə də, fərqlilik mənzərəsinin zirvəsinə qalxan bir xizək lifti kimi hərəkət etdi.

O vaxtdan bəri, digər tədqiqatçılar müəyyən etdilər ki, düzgün kimyəvi siqnallarla bəzi hüceyrələr qonşu xizək yolları arasında meşədən keçən qısa yol kimi "birbaşa yenidən proqramlaşdırma" adlı bir proses vasitəsilə yaxından əlaqəli növlərə çevrilə bilər. Lakin bu halların heç birində hüceyrələr kəskin şəkildə fərqli diferensiasiya yolları arasında kortəbii olaraq tullana bilməzdilər. Xüsusilə, mezoderma hüceyrələri beyin hüceyrələri və ya bağırsaq hüceyrələri kimi uzaq növlərin xəbərçisi ola bilməzdi.

Bununla belə, yeni araşdırmada Bruneau və onun həmkarları göstərirlər ki, Brahma adlı bir zülal yoxdursa, ürək hüceyrələrinin prekursorları həqiqətən də birbaşa beyin hüceyrələrinin prekursorlarına çevrilə bilər.

Təəccüblü Müşahidə

Tədqiqatçılar Brahma zülalının ürək hüceyrələrinin diferensiallaşmasındakı rolunu öyrənirdilər, çünki 2019-cu ildə onun ürəyin əmələ gəlməsi ilə əlaqəli digər molekullarla birlikdə işlədiyini aşkar etdilər.

Siçan embrion kök hüceyrələrindən ibarət bir qabda, Brm genini (Brahma zülalını istehsal edən) söndürmək üçün CRISPR genomunu redaktə edən yanaşmalardan istifadə etdilər. Və onlar gördülər ki, hüceyrələr artıq normal ürək hüceyrəsi prekursorlarına fərqlənmirlər.

“10 günlük diferensiasiyadan sonra normal hüceyrələr ritmik olaraq döyünür; onlar açıq-aydın ürək hüceyrələridir,” Swetansu Hota, PhD, tədqiqatın ilk müəllifi və Bruneau Laboratoriyasının işçi alimi deyir. “Ancaq Brahma olmadan sadəcə olaraq inert hüceyrələr var idi. Heç döyülmək də yoxdur”.

Əlavə təhlillərdən sonra Bruneau komandası hüceyrələrin döyülməməsinin səbəbinin Brahmanın çıxarılmasının təkcə ürək hüceyrələri üçün lazım olan genləri deyil, həm də beyin hüceyrələrində lazım olan genləri aktivləşdirməsi olduğunu başa düşdü. Ürəyin prekursor hüceyrələri artıq beynin prekursor hüceyrələri idi.

Tədqiqatçılar daha sonra diferensiasiyanın hər addımını izlədilər və gözlənilmədən bu hüceyrələrin heç vaxt pluripotent vəziyyətə qayıtmadıqlarını kəşf etdilər. Bunun əvəzinə, hüceyrələr kök hüceyrə yolları arasında əvvəllər müşahidə olunmadığından daha böyük bir sıçrayış etdi.

Bruneau deyir: "Bizim gördüyümüz odur ki, Vadinqton landşaftının bir vadisindəki hüceyrə uyğun şərtlərlə zirvəyə qalxmadan başqa bir vadiyə atlaya bilər".

Xəstəlik üçün dərslər

Laboratoriya qabındakı və bütöv bir embriondakı hüceyrələrin mühiti tamamilə fərqli olsa da, tədqiqatçıların müşahidələri hüceyrə sağlamlığı və xəstəlikləri haqqında dərslər verir. Brm genindəki mutasiyalar anadangəlmə ürək xəstəliyi və beyin funksiyasını əhatə edən sindromlarla əlaqələndirilmişdir. Bu gen bir sıra xərçənglərdə də iştirak edir.

"Əgər Brahmanın çıxarılması mezoderma hüceyrələrini (ürək hüceyrələrinin prekursorları kimi) qabda ektoderma hüceyrələrinə (beyin hüceyrələrinin prekursorları kimi) çevirə bilərsə, o zaman bəlkə də Brm genindəki mutasiyalar bəzi xərçəng hüceyrələrinə genetik proqramlarını kütləvi şəkildə dəyişdirmək qabiliyyətini verən şeydir." Bruneau deyir.

O, əlavə edir ki, tapıntılar əsas tədqiqat səviyyəsində də vacibdir, çünki onlar ürək çatışmazlığı kimi xəstəliklərdə hüceyrələrin xarakterini necə dəyişdirə biləcəyinə və məsələn, yeni ürək hüceyrələrini təhrik etməklə regenerativ müalicələrin inkişaf etdirilməsinə işıq sala bilər.

“Tədqiqatımız həmçinin bizə deyir ki, diferensiallaşma yolları düşündüyümüzdən daha mürəkkəb və kövrəkdir” dedi Bruneau. "Fərqlənmə yolları haqqında daha yaxşı bilik həm də anadangəlmə ürək və qismən qüsurlu diferensasiya nəticəsində yaranan digər qüsurları anlamağa kömək edə bilər."

Print Friendly, PDF və Email

Oxşar Xəbərlər

Müəllif haqqında

redaktor

eTurboNew-in baş redaktoru Linda Hohnholzdur. O, Havay adalarının Honolulu şəhərindəki eTN HQ-da yerləşir.

Şərh yaz