Forskarnas nya arbete inom ramen för forskningsprogrammet vid Institutet för epigenetik har gjort det möjligt att delvis
Vad är regenerativ medicin?
Med åldern, förmågan hos mänskliga cellerfunktion reduceras, och spår av åldrande ackumuleras i arvsmassan. Regenerativ biologi fokuserar på reparation eller utbyte av celler. Ett av de viktigaste verktygen för regenerativ biologi är vår förmåga att skapa "inducerade" stamceller. Denna process är resultatet av flera steg, som var och en raderar några av de märken som gör cellerna specialiserade. Teoretiskt kan dessa stamceller bli vilken typ av cell som helst. Problemet är att forskare ännu inte på ett tillförlitligt sätt kan återskapa förutsättningarna för omdifferentiering av stamceller till alla celltyper.
skruva tillbaka tiden
En ny metod baserad på teknik som fåttNobelpriset som forskare använder för att skapa stamceller löser problemet med att helt radera cellulär identitet genom att stoppa omprogrammering någon gång i processen. Således har forskare hittat den exakta balansen mellan omprogrammering av celler, vilket gör dem biologiskt yngre, men som samtidigt låter dem återställa sina specialiserade cellulära funktioner.
År 2007 var Shinya Yamanaka den första forskaren som förvandlade normala celler som utför en specifik funktion till stamceller, som harHela processen med att omprogrammera stamceller tarcirka 50 dagar och kräver användning av fyra nyckelmolekyler som kallas Yamanaka-faktorer.
Den nya metoden, som forskare kallade "övergåendeomprogrammering av mognadsfas” exponerar celler för Yamanaka-faktorer i endast 13 dagar. I detta ögonblick tas åldersrelaterade förändringar bort och cellerna förlorar tillfälligt sin "individualitet". Delvis omprogrammerade hudceller fick tid att växa under normala förhållanden för att se om deras specifika återvände. Genomanalys visade att de återigen "fick" karakteristiska markörer, i detta fall fibroblaster. Forskarna bekräftade resultaten när de observerade kollagenproduktion i de omprogrammerade cellerna.
Ålder är inte bara en siffra
För att visa att cellerna föryngras,forskarna letade efter förändringar i tecken på åldrande. Som Dr. Diljit Gill från Wolf Reik Laboratory vid Babraham Institute förklarade, "Vår förståelse av åldrande på molekylär nivå har expanderat under det senaste decenniet. Detta har lett till metoder som gör det möjligt för forskare att mäta åldersrelaterade biologiska förändringar i mänskliga celler. Vi tillämpade detta i vårt experiment."
Forskarna studerade flera indikatorercellålder. Den första är den epigenetiska klockan, där de kemiska märkena som finns i genomet indikerar ålder. Det andra är transkriptomet, alla genavläsningar som produceras av cellen. För dessa två åtgärder matchade de omprogrammerade cellerna profilen för celler som var 30 år yngre jämfört med referensdatauppsättningarna.
Vad är slutresultatet?
Den potentiella tillämpningen av denna teknik påverkas av det faktum att cellerna inte bara ser ut utan också fungerar som unga celler.Fibroblaster producerar kollagen, en molekyl som finns i ben, hudsenor och ligament, vilket hjälper till att ge struktur åt vävnader och läka sår.De föryngrade fibroblasterna producerade fler kollagenproteiner jämfört med kontrollceller som inte hade genomgått omprogrammeringsprocessen.De flyttas också till områden som behöver restaureras.
Som författarna till det nya verket noterade är metoden ocksåhaft en inverkan på andra gener associerade med åldersrelaterade sjukdomar och symtom. APBA2-genen, associerad med Alzheimers sjukdom, och MAF-genen, som spelar en roll i utvecklingen av grå starr, visade förändringar mot en ungdomlig transkriptionsnivå. Detta kommer att utöka tillämpningen av tekniken.
Läs mer:
Det finns en annan "planet" inuti jorden: hur den räddade liv i början
Ny studie motbevisar teorin om ljusenergiöverföring
Forskare lade till kisel i en kvantdator: beräkningar blev rekordartade