کشف عوامل کلیدی در تمایز و تبدیل سلولهای پلوری پوتنت به سایر سلول های بدن
سوم مه 2019- سلول های بنیادی پلوری پوتنت القایی می توانند به هر نوع سلولی در بدن تمایز یابند یا در فرم اصلی خود باقی بمانند. دانشمندان مرکز هلمهولتز مونیخ در شماره ی این ماه مجله ی Molecular Cell توضیح دادند که چگونه سلولها تصمیم میگیرند کدام یک از این دو جهت را انتخاب کنند. آنها در طول تحقیقات خود، یک پروتئین و یک اسید ریبونوکلئیک (RNA) را شناسایی کردند که نقش مهمی در این فرآیند ایفا می کنند. کشف آنها همچنین می تواند به درک بهتر بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک(ALS) که یک بیماری عصبی پیشرونده با تاثیر بر نورون های حرکتی است، کمک کند.
توانایی سلولهای بنیادی پلوری پوتنت القایی) سلولهای(iPS برای تمایز و تبدیل شدن به هر نوعی از سلولهای موجود در بدن، سبب شده است که این سلولها نقشی کلیدی در درمان های احیا کننده ایفا کنند. برای مثال، درک مکانیسم های دخیل در تمایز سلولی برای تولید سلول های بتای مصنوعی بمنظور درمان دیابت نوع 1، ضروری است. دکتر Micha Drukker بهمراه تیمش از موسسه ی تحقیقات سلول های بنیادی (ISF) درمرکز هلمهولتز مونیخ نشان دادند که چگونه چنین فرایندهایی در سطح مولکولی کنترل می شوند. این کار با تشکیل ساختاری در هسته سلولی آغاز می شود که دانشمندان توانستند آن را با کمک میکروسکوپ فلورسانس مشاهده کنند.
دو عامل کلیدی در هسته ی سلول
دکتر Miha Modic، از گروه دکتر دراکر گفت: ما متوجه شدیم که دومینهای هسته ای به نام paraspeckleها در سلول های iPS وجود ندارد، اما در طی فرایند تمایز، بدون در نظر گرفتن نوع سلولی که ما ایجاد می کردیم، به سرعت تشکیل می شدند. دکتر مودیک و پرفسور دراکرفرض کردند که این پدیده با توانایی سلول های بنیادی برای تمایز به سایر سلول های بدن ارتباط دارد. همراه با پروفسور Ule Jernej از دانشگاه کالج لندن و Markus Grosch، دانشجوی دکترا در گروه دکتر دراکر، محققان مولکول های کلیدی را در هسته ی سلول کشف کردند که ظاهر شدن paraspeckleها را هماهنگ می کنند، آنها نقش paraspeckleها را در تمایز سلولها کشف کردند.
دکتر Drukker گفت: دو عامل نقش اصلی را در تصمیم گیری برای تمایز و یا باقی ماندن در حالت پلوری پوتنت بعهده دارد: NEAT1، که یک اسید ریبونوکلئیک (RNA) است و TDP-43 که پروتئینی است که به RNA متصل می شود. NEAT1 در دو شکل وجود دارد. فرم کوتاه که توسط TDP-43 تثبیت شده است و در این حالت هیچ ساختار paraspeckleی ظاهر نمی شود. در این حالت سلول بصورت سلول بنیادی پلوری پوتنت باقی می ماند و قادر به تمایز نیست.
در مقابل، کاهش پروتئینTDP-43 سبب تشکیل فرم طولانی NEAT1 می شود. در این وضعیت paraspeckleها تشکیل می شوند و سلول iPS شروع به تمایز می کند. دکتر Modic افزود: این سیستم کنترل ممکن است به طور کلی برای انتخاب زمان تمایز سلول های بنیادی بکار گرفته شود، او یادآوری کرد که یافته های دکترSilvia Schirge و پروفسور Heiko Lickert از موسسه ی تحقیقات دیابت و ریجنریشن (IDR) به ما در این زمینه کمک کرد، آنها نشان دادند که Paraspeckleها برای تمایز کارآمد در طول رشد جنینهای آبزیان نیز بسیار مهم هستند. نتایج این دو مطالعه، پیشرفت قابل توجهی را در درک فرآیندهای تمایز و توسعه سبب شده است.
ارتباط با بیماریها
از نظر پرفسور Drukker، این یافته ها بیش از اطلاعاتی صرف برای کمک به تحقیقات اولیه است. Paraspeckleها با بسیاری از بیماری ها مرتبط هستند، اما تاکنون Paraspeckleها به ندرت در زمینه زیست شناسی رشد و سلول های بنیادی مورد بررسی قرار گرفته اند. در مورد اسکلروز جانبی آمیوتروفیک(ALS)، نقشTDP-43 و همچنین ظاهر شدن paraspeckleها به طور مشخص مشهود است. در نورونهای حرکتی که در سلول های عضلات ما کار می کنند و توسط ALS تحت تاثیر قرار می گیرند، پروتئین TDP-43 به طرز عجیبی تنظیم می شود و تجمعاتی سمی را تشکیل می دهد؛ در آنها شکل طولانی NEAT1 افزایش می یابد و paraspeckleهای بیشتری شناسایی شدند. این مکانیسم ها به عنوان نشانه های اولیه برای ALS در نظر گرفته می شوند - حتی قبل از اینکه در بیماران علائم بالینی مرتبط با بیماری ظاهر شود. در مرحله ی بعدی از تحقیقات، پرفسور Drukker و تیم او امیدوارند که انواع سلول های دیگر را برای paraspeckleها، RNA ها و تعاملات آنها مورد بررسی قرار دهند. تا آن زمان همچنین مشخص خواهد شد که مولکول های جدیدا کشف شده، اهداف مناسبی را به داروسازان ارائه می دهند یا خیر.
منبع:
https://www.news-medical.net/news/20190503/Scientists-describe-how-cells-decide-between-pluripotency-and-differentiation.aspx