Мутантните матични клетки ги пркосат правилата за развој

Напишано од уредник

Отстранувањето на еден ген од развојните срцеви клетки одеднаш ги тера да се претворат во прекурсори на мозочните клетки, што ги тера истражувачите на Гладстон да го преиспитаат клеточниот идентитет.

Печатете пријателски, PDF и е-пошта

Замислете дека печете торта, но ви снема сол. Дури и со состојката што недостасува, тестото сè уште изгледа како тесто за торта, па го ставате во рерната и ги прекрстувате прстите, очекувајќи да завршите со нешто прилично блиску до нормална торта. Наместо тоа, се враќате еден час подоцна за да најдете целосно сварен стек.

Звучи како практична шега, но овој вид шокантна трансформација е она што навистина се случи со сад со матични клетки од глувче кога научниците од институтот Гладстон отстранија само еден ген - матичните клетки наменети да станат срцеви клетки одеднаш наликуваа на претходниците на мозочните клетки. Случајното набљудување на научниците го поништува она што тие мислеа дека го знаат за тоа како матичните клетки се претвораат во возрасни клетки и го задржуваат својот идентитет додека созреваат.

„Ова навистина ги предизвикува основните концепти за тоа како клетките го задржуваат курсот откако ќе тргнат на нивниот пат да станат срцеви или мозочни клетки“, вели Беноа Бруно, д-р, директор на Институтот за кардиоваскуларни болести Гладстон и висок автор на новата студија објавена во Природата.

Нема враќање назад

Ембрионските матични клетки се плурипотентни - тие имаат способност да се диференцираат или трансформираат во секој тип на клетка во целосно формирано возрасно тело. Но, потребни се многу чекори за матичните клетки да создадат типови на возрасни клетки. На нивниот пат да станат срцеви клетки, на пример, ембрионските матични клетки прво се диференцираат во мезодерм, едно од трите примитивни ткива пронајдени во најраните ембриони. Понатаму по патеката, мезодермските клетки се разгрануваат за да создадат коски, мускули, крвни садови и срцеви клетки.

Општо е добро прифатено дека штом клетката ќе почне да разликува по една од овие патеки, не може да се сврти за да избере поинаква судбина.

„Речиси секој научник кој зборува за судбината на клетките користи слика од пејзажот Вадингтон, кој многу личи на ски-центар со различни скијачки патеки кои се спуштаат во стрмни, одвоени долини“, вели Бруно, кој исто така е и Вилијам Х. во кардиоваскуларни истражувања во Гладстон и професор по педијатрија на УЗ Сан Франциско (UCSF). „Ако ќелијата е во длабока долина, нема начин таа да скокне во сосема друга долина“.

Пред една деценија, постар истражувач на Гладстоун, д-р Шинја Јаманака, д-р, откри како да се репрограмираат целосно диференцирани возрасни клетки во индуцирани плурипотентни матични клетки. Иако ова не им даде на клетките способност да скокаат меѓу долините, тоа делуваше како ски-лифт назад до врвот на диференцијалниот пејзаж.

Оттогаш, други истражувачи открија дека со вистинските хемиски знаци, некои клетки може да се претворат во тесно поврзани типови преку процес наречен „директно репрограмирање“ - како кратенка низ шумата помеѓу соседните скијачки патеки. Но, во ниту еден од овие случаи клетките не можеа спонтано да скокаат помеѓу драстично различни патеки на диференцијација. Особено, мезодермските клетки не може да станат претходници на такви далечни типови како што се мозочните клетки или цревните клетки.

Сепак, во новата студија, Бруно и неговите колеги покажуваат дека, на нивно изненадување, прекурсорите на срцевите клетки навистина можат директно да се трансформираат во прекурсори на мозочните клетки - доколку недостасува протеин наречен Брахма.

Изненадувачки набљудување

Истражувачите ја проучувале улогата на протеинот Брахма во диференцијацијата на срцевите клетки, бидејќи во 2019 година откриле дека тој работи заедно со други молекули поврзани со формирањето на срцето.

Во сад од ембрионски матични клетки од глувче, тие користеа пристапи за уредување на геномот CRISPR за да го исклучат генот Brm (оној што го произведува протеинот Брахма). И тие забележаа дека клетките повеќе не се разликуваат во нормалните прекурсори на срцевите клетки.

„По 10 дена диференцијација, нормалните клетки ритмички чукаат; тие се јасно срцеви клетки“, вели Светансу Хота, д-р, првиот автор на студијата и научник од персоналот во лабораторијата Бруно. „Но, без Брама, имаше само маса од инертни клетки. Воопшто нема ќотек“.

По понатамошна анализа, тимот на Бруно сфати дека причината за тоа што клетките не чукаат е затоа што отстранувањето на Брахма не само што ги исклучи гените потребни за срцевите клетки, туку и ги активира гените потребни во мозочните клетки. Претходните клетки на срцето сега беа клетки прекурсор на мозокот.

Истражувачите потоа го следеле секој чекор на диференцијација и неочекувано откриле дека овие клетки никогаш не се вратиле во плурипотентна состојба. Наместо тоа, клетките направија многу поголем скок помеѓу патеките на матичните клетки отколку што било кога било забележано досега.

„Она што го видовме е дека ќелија во една долина на пејзажот Вадингтон, со соодветни услови, може да скокне во друга долина без претходно да се врати со лифт до врвот“, вели Бруно.

Лекции за болести

Додека околината на клетките во лабораториски сад и во цел ембрион е сосема поинаква, набљудувањата на истражувачите носат лекции за здравјето и болестите на клетките. Мутациите во генот Brm се поврзани со вродени срцеви заболувања и со синдроми кои вклучуваат функција на мозокот. Генот е вклучен и во неколку видови на рак.

„Ако отстранувањето на Брахма може да ги претвори мезодермските клетки (како прекурсори на срцеви клетки) во ектодермски клетки (како прекурсори на мозочни клетки) во садот, тогаш можеби мутациите во генот Brm се она што им дава на некои канцерогени клетки способност масовно да ја менуваат својата генетска програма. вели Бруно.

Наодите се важни и на основно ниво на истражување, додава тој, бидејќи тие можат да фрлат светлина на тоа како клетките би можеле да го променат својот карактер во услови на болеста, како што е срцева слабост и за развој на регенеративни терапии, на пример, со поттикнување на нови срцеви клетки.

„Нашата студија, исто така, ни кажува дека патеките за диференцијација се многу посложени и покревки отколку што мислевме“, вели Бруно. „Подоброто познавање на патиштата на диференцијација, исто така, може да ни помогне да ги разбереме вродените срцеви и други дефекти, кои делумно се јавуваат преку неисправна диференцијација.

Печатете пријателски, PDF и е-пошта

Поврзани вести

За авторот

уредник

Главен уредник за eTurboNew е Линда Хонхолц. Таа е со седиште во седиштето на eTN во Хонолулу, Хаваи.

Оставете коментар

eTurboNews | Вести од TravelIndustry