Jauns zinātnieku darbs Epiģenētikas institūta pētniecības programmas ietvaros ļāva daļēji
Kas ir reģeneratīvā medicīna?
Ar vecumu cilvēka šūnu spējafunkcija samazinās, un genomā uzkrājas novecošanās pēdas. Reģeneratīvā bioloģija koncentrējas uz šūnu labošanu vai nomaiņu. Viens no svarīgākajiem reģeneratīvās bioloģijas instrumentiem ir mūsu spēja radīt "inducētas" cilmes šūnas. Šis process ir vairāku darbību rezultāts, un katrs no tiem izdzēš dažas atzīmes, kas padara šūnas specializētas. Teorētiski šīs cilmes šūnas var kļūt par jebkura veida šūnām. Problēma ir tāda, ka zinātnieki vēl nevar droši atjaunot apstākļus cilmes šūnu atkārtotai diferenciācijai visos šūnu veidos.
pagriezt laiku atpakaļ
Jauna metode, kuras pamatā ir tehnoloģija, kas saņemtaNobela prēmija, ko zinātnieki izmanto, lai radītu cilmes šūnas, atrisina problēmu, kas saistīta ar šūnu identitātes pilnīgu dzēšanu, kādā procesa brīdī pārtraucot pārprogrammēšanu. Tādējādi zinātnieki ir atraduši precīzu līdzsvaru starp šūnu pārprogrammēšanu, kas padara tās bioloģiski jaunākas, bet tajā pašā laikā ļauj atjaunot specializētās šūnu funkcijas.
2007. gadā Shinya Yamanaka bija pirmā zinātniecekas normālas šūnas, kas veic noteiktu funkciju, pārvērta par cilmes šūnām, kurām ir īpaša spēja attīstīties par jebkura veida šūnām. Pilns cilmes šūnu pārprogrammēšanas process aizņem apmēram 50 dienas, un tam ir jāizmanto četras galvenās molekulas, ko sauc par Yamanaka faktoriem.
Jaunā metode, ko zinātnieki sauca par "pārejošunobriešanas fāzes pārprogrammēšana, pakļauj šūnas Yamanaka faktoriem tikai 13 dienas. Šajā brīdī tiek noņemtas ar vecumu saistītas izmaiņas, un šūnas uz laiku zaudē savu "individualitāti". Daļēji pārprogrammētajām ādas šūnām tika dots laiks augt normālos apstākļos, lai redzētu, vai to specifiskā atgriezās. Genoma analīze parādīja, ka viņi atkal "saņēma" raksturīgus marķierus, šajā gadījumā fibroblastus. Zinātnieki apstiprināja rezultātus, novērojot kolagēna ražošanu pārprogrammētajās šūnās.
Vecums nav tikai cipars
Lai parādītu, ka šūnas ir atjaunotas,pētnieki meklēja izmaiņas novecošanās pazīmēs. Kā paskaidroja Dr. Dildžits Gils no Babrahama institūta Wolf Reik laboratorijas: “Pēdējo desmit gadu laikā mūsu izpratne par novecošanos molekulārā līmenī ir paplašinājusies. Tas ir novedis pie metodēm, kas ļauj zinātniekiem izmērīt ar vecumu saistītas bioloģiskās izmaiņas cilvēka šūnās. Mēs to izmantojām savā eksperimentā."
Pētnieki pētīja vairākus rādītājusšūnu vecums. Pirmais ir epiģenētiskais pulkstenis, kur genomā esošās ķīmiskās zīmes norāda uz vecumu. Otrais ir transkripts, visi šūnas radītie gēni. Šiem diviem pasākumiem pārprogrammētās šūnas atbilda to šūnu profilam, kuras bija par 30 gadiem jaunākas, salīdzinot ar atsauces datu kopām.
Kāda ir apakšējā līnija?
Šīs tehnikas iespējamos pielietojumus ietekmētas, ka šūnas ne tikai izskatās, bet arī funkcionē kā jaunas. Fibroblasti ražo kolagēnu, molekulu, kas atrodas kaulos, ādas cīpslās un saitēs, palīdzot audiem veidot struktūru un dziedēt brūces. Atjaunotie fibroblasti ražoja vairāk kolagēna proteīnu, salīdzinot ar kontroles šūnām, kuras netika pakļautas pārprogrammēšanas procesam. Viņi arī pārvietojas uz vietām, kurām nepieciešama atjaunošana.
Kā atzīmēja jaunā darba autori, metode arī irbija ietekme uz citiem gēniem, kas saistīti ar ar vecumu saistītām slimībām un simptomiem. APBA2 gēns, kas saistīts ar Alcheimera slimību, un MAF gēns, kam ir nozīme kataraktas attīstībā, uzrādīja izmaiņas uz jauneklīgu transkripcijas līmeni. Tas paplašinās tehnoloģijas pielietojumu.
Lasīt vairāk:
Zemes iekšpusē ir vēl viena “planēta”: kā tā izglāba topošo dzīvību
Jauns pētījums atspēko gaismas enerģijas pārneses teoriju
Zinātnieki pievienoja silīciju kvantu datoram: aprēķini kļuva rekordprecīzi