Nauji mokslininkų darbai pagal Epigenetikos instituto tyrimų programą leido iš dalies
Kas yra regeneracinė medicina?
Su amžiumi žmogaus ląstelių gebėjimasfunkcija susilpnėja, o genome kaupiasi senėjimo pėdsakai. Regeneracinė biologija daugiausia dėmesio skiria ląstelių taisymui arba pakeitimui. Vienas iš svarbiausių regeneracinės biologijos įrankių yra mūsų gebėjimas kurti „indukuotas“ kamienines ląsteles. Šis procesas yra kelių žingsnių rezultatas, kurių kiekvienas ištrina kai kurias žymes, dėl kurių ląstelės specializuotis. Teoriškai šios kamieninės ląstelės gali tapti bet kokio tipo ląstelėmis. Problema ta, kad mokslininkai dar negali patikimai atkurti sąlygų kamieninėms ląstelėms iš naujo diferencijuotis į visų tipų ląsteles.
Sugrąžinti laiką atgal
Naujas metodas, pagrįstas technologija, kurią gavoNobelio premija, kurią mokslininkai naudoja kurdami kamienines ląsteles, išsprendžia visiško ląstelių tapatybės ištrynimo problemą, sustabdant perprogramavimą tam tikru proceso momentu. Taigi mokslininkai nustatė tikslią pusiausvyrą tarp ląstelių perprogramavimo, todėl jos tampa biologiškai jaunesnės, bet tuo pačiu leidžia atkurti specializuotas ląstelių funkcijas.
2007 m. Shinya Yamanaka buvo pirmasis mokslininkas, pavertęs normalias ląsteles, atliekančias specifinę funkciją, į kamienines ląsteles, kurios turiVisas kamieninių ląstelių perprogramavimo procesas užtrunkaapie 50 dienų ir reikia naudoti keturias pagrindines molekules, vadinamas Yamanaka faktoriais.
Naujasis metodas, kurį mokslininkai pavadino „praeinančiubrendimo fazės perprogramavimas“ ląsteles veikia Yamanaka faktoriais tik 13 dienų. Šiuo metu pašalinami su amžiumi susiję pokyčiai ir ląstelės laikinai praranda „individualumą“. Iš dalies perprogramuotoms odos ląstelėms buvo suteikta laiko augti normaliomis sąlygomis, kad būtų galima pamatyti, ar jų specifinė grįžta. Genomo analizė parodė, kad jie vėl „gavo“ būdingus žymenis, šiuo atveju – fibroblastus. Mokslininkai patvirtino rezultatus, kai stebėjo kolageno gamybą perprogramuotose ląstelėse.
Amžius nėra tik skaičius
Norėdami parodyti, kad ląstelės yra atjaunintos,mokslininkai ieškojo senėjimo požymių pokyčių. Kaip paaiškino Dr. Diljit Gill iš Wolf Reik laboratorijos Babrahamo institute: „Per pastarąjį dešimtmetį mūsų supratimas apie senėjimą molekuliniu lygmeniu išsiplėtė. Tai paskatino metodus, leidžiančius mokslininkams išmatuoti su amžiumi susijusius biologinius pokyčius žmogaus ląstelėse. Tai pritaikėme savo eksperimente."
Mokslininkai ištyrė keletą rodikliųląstelių amžius. Pirmasis yra epigenetinis laikrodis, kuriame genome esantys cheminiai ženklai rodo amžių. Antrasis yra transkriptas, visi genai, kuriuos skaito ląstelė. Šioms dviem priemonėms perprogramuotos ląstelės atitiko ląstelių, kurios buvo 30 metų jaunesnės, palyginti su etaloniniais duomenų rinkiniais, profilį.
Kokia esmė?
Galimą šios technikos taikymą įtakoja tai, kad ląstelės ne tik atrodo, bet ir veikia kaip jaunos ląstelės.Fibroblastai gamina kolageną – kauluose, odos sausgyslėse ir raiščiuose randamą molekulę, padedančią suteikti audiniams struktūrą ir išgydyti žaizdas.Atjauninti fibroblastai pagamino daugiau kolageno baltymų, palyginti su kontrolinėmis ląstelėmis, kurioms nebuvo atliktas perprogramavimo procesas.Jie taip pat perkeliami į sritis, kurias reikia atkurti.
Kaip pažymėjo naujojo darbo autoriai, metodas taip pat yraturėjo įtakos kitiems genams, susijusiems su su amžiumi susijusiomis ligomis ir simptomais. APBA2 genas, susijęs su Alzheimerio liga, ir MAF genas, kuris vaidina svarbų vaidmenį kataraktos vystymuisi, parodė pokyčius link jaunatviško transkripcijos lygio. Taip bus išplėstas technologijos pritaikymas.
Skaityti daugiau:
Žemėje yra dar viena „planeta“: kaip ji išgelbėjo gimstančią gyvybę
Naujas tyrimas paneigia šviesos energijos perdavimo teoriją
Mokslininkai į kvantinį kompiuterį pridėjo silicio: skaičiavimai tapo rekordiškai tikslūs