Nová práca vedcov v rámci výskumného programu Ústavu epigenetiky čiastočne
Čo je regeneračná medicína?
S vekom, schopnosť ľudských buniekfunkcia je znížená a v genóme sa hromadia stopy starnutia. Regeneračná biológia sa zameriava na opravu alebo výmenu buniek. Jedným z najdôležitejších nástrojov regeneračnej biológie je naša schopnosť vytvárať „indukované“ kmeňové bunky. Tento proces je výsledkom niekoľkých krokov, z ktorých každý vymaže niektoré znamienka, ktoré robia bunky špecializovanými. Teoreticky sa tieto kmeňové bunky môžu stať akýmkoľvek typom buniek. Problémom je, že vedci zatiaľ nedokážu spoľahlivo obnoviť podmienky pre opätovnú diferenciáciu kmeňových buniek na všetky typy buniek.
vrátiť späť čas
Nová metóda založená na technológii, ktorá dostalaNobelova cena, ktorú vedci používajú na vytváranie kmeňových buniek, rieši problém úplného vymazania bunkovej identity zastavením preprogramovania v určitom bode procesu. Vedci tak našli presnú rovnováhu medzi preprogramovaním buniek, čo ich robí biologicky mladšími, no zároveň im umožňuje obnoviť ich špecializované bunkové funkcie.
V roku 2007 bol Shinya Yamanaka prvým vedcom, ktorý transformoval normálne bunky, ktoré vykonávajú špecifickú funkciu, na kmeňové bunky, ktoré majúKompletný proces preprogramovania kmeňových buniek trváasi 50 dní a vyžaduje použitie štyroch kľúčových molekúl, ktoré sa nazývajú faktory Yamanaka.
Nová metóda, ktorú vedci nazvali „prechodnápreprogramovanie fázy dozrievania, vystavuje bunky faktorom Yamanaka iba na 13 dní. V tomto momente sa odstraňujú zmeny súvisiace s vekom a bunky dočasne strácajú svoju „individuálnosť“. Čiastočne preprogramované kožné bunky dostali čas na rast za normálnych podmienok, aby sa zistilo, či sa ich špecifická vrátila. Analýza genómu ukázala, že opäť „dostali“ charakteristické markery, v tomto prípade fibroblasty. Vedci potvrdili výsledky, keď pozorovali produkciu kolagénu v preprogramovaných bunkách.
Vek nie je len číslo
Aby ste ukázali, že bunky sú omladené,vedci hľadali zmeny v známkach starnutia. Ako vysvetlil Dr. Diljit Gill z laboratória Wolf Reik v Babraham Institute: „Naše chápanie starnutia na molekulárnej úrovni sa za posledné desaťročie rozšírilo. To viedlo k metódam, ktoré umožňujú vedcom merať biologické zmeny súvisiace s vekom v ľudských bunkách. Použili sme to v našom experimente."
Vedci skúmali niekoľko ukazovateľovbunkový vek. Prvým sú epigenetické hodiny, kde chemické značky prítomné v genóme označujú vek. Druhým je transkriptóm, všetky génové čítania produkované bunkou. Pre tieto dve merania sa preprogramované bunky zhodovali s profilom buniek, ktoré boli o 30 rokov mladšie v porovnaní s referenčnými súbormi údajov.
Čo je spodnom riadku?
Potenciálna aplikácia tejto techniky je ovplyvnená skutočnosťou, že bunky nielen vyzerajú, ale fungujú aj ako mladé bunky.Fibroblasty produkujú kolagén, molekulu nachádzajúcu sa v kostiach, kožných šľachách a väzoch, čo pomáha štruktúrovať tkanivá a hojiť rany.Omladené fibroblasty produkovali viac kolagénových proteínov v porovnaní s kontrolnými bunkami, ktoré neprešli procesom preprogramovania.Presúvajú sa aj do oblastí, ktoré je potrebné obnoviť.
Ako poznamenali autori novej práce, metóda je tiežmal vplyv na iné gény spojené s chorobami a symptómami súvisiacimi s vekom. Gén APBA2, spojený s Alzheimerovou chorobou, a gén MAF, ktorý hrá úlohu pri vzniku šedého zákalu, vykazovali zmeny smerom k mladistvej transkripčnej úrovni. Tým sa rozšíri využitie technológie.
Čítaj viac:
Vnútri Zeme je ďalšia „planéta“: ako zachránila vznikajúci život
Nová štúdia vyvracia teóriu prenosu svetelnej energie
Vedci pridali kremík do kvantového počítača: výpočty sa stali rekordne presné