کشف یک کمپلکس پروتئینی جدید که به حفظ پتانسیل نامحدود سلول های بنیادی جنینی کمک می کند

12دسامبر 2018- سلول های بنیادی جنینی(ESCs) دارای پتانسیل نامحدودی برای تبدیل به هر نوع سلولی در بدن هستند. اما هنگامی که در مسیر خاصی برای تبدیل به یک نوع بافت خاص قرار می گیرند، توانایی نامحدود خود را از دست می دهند. دانشمندان تلاش کرده اند تا از چرایی و چگونگی این اتفاق آگاه شوند تا درمان های احیا کننده ای را با کمک سلولهای خود فرد به عنوان مثال، برای جایگزینی ارگانهای آسیب دیده یا بیمار ابداع نمایند.

دانشمندان موسسه ی  Salk، یک کمپلکس پروتئینی جدید را کشف کردند که نقش ترمز را در این سلول های بنیادی بازی می کند و به آنها اجازه می دهد پتانسیل نامحدود خود را حفظ کنند. جزئیات عملکرد این کمپلکس جدید که GBAF نامگذاری شد، در شماره ی ماه دسامبر مجله ی Nature Communications منتشر گردید، این کمپلکس می تواند هدف آتی برای پزشکی ترمیمی باشد.

دکتر Diana Hargreaves، استادیار آزمایشگاه زیست شناسی مولکولی و سلولی موسسه ی Salk و نویسنده ی ارشد این مقاله می گوید: این پروژه برای تحقیق در زمینه ی پرتوانی یا pluripotency سلول های بنیادی جنینی آغاز شد. این ویژگی، سلول های بنیادی جنینی را قادر می سازد که به انواع مختلفی از سلول های بدن تبدیل شوند، برای ما بسیار مهم بود که بدانیم که چگونه شبکه های مختلفی از ژن ها این توانایی را کنترل می کنند، بنابراین کشف یک پروتئین جدید که نقش مهمی در کنترل این توانایی دارد بسیار هیجان انگیز بود.

هر سلول بدن دارای همان مجموعه ای از DNA است که شامل دستورالعمل هایی برای ساخت انواع سلول های احتمالی می باشد. گروهی از کمپلکسهای پروتئینی بزرگ به نام chromatin remodelers، ژن ها را فعال یا خاموش می کنند و سلول های بنیادی جنینی را به یک مسیر خاص هدایت می نمایند. این مجتمع های پروتئینی مانند یک تیم از پیمانکاران که برای بازسازی یک خانه برنامه ریزی می کنند، دارای زیر واحد های مختلفی هستند، که ترکیبی از آنها سبب تغییر شکل فیزیکیDNA  شده و تعیین می کند که کدام ژن ها می توانند برای هدایت سلول و تبدیل آن، به عنوان مثال، به سلول ریه یا مغز فعال شوند.

محققان تیم دکتر Hargreaves می خواستند بدانند که چگونه این زیرمجموعه ها به هم می پیوندند و اینکه چگونه زیرمجموعه های خاص ممکن است عملکرد یک کمپلکس را دیکته کنند. بنابراین آنها بر روی یک پروتئین به نام BRD9 تمرکز کردند، این پروتئین به خانواده ی BAF از chromatin remodelers  تعلق دارد و دانشمندان تصور می کردند که یکی از این  زیرمجموعه ها می باشد. محققان یک مهار کننده ی شیمیایی BRD9 را به ظروف حاوی سلول های بنیادی جنینی افزودند و آزمایشات کاملی را برای تجزیه و تحلیل پرتوانی این سلولها با تغییرات در فعالیت کمپلکس  BAFانجام دادند.

محققان از اینکه BRD9 مانند ترمزی از تمایز سلول های بنیادی جنینی جلوگیری می کند، متعجب شدند. هنگامی کهBRD9  کار می کند، سلول ها توان بالقوه ی خود را برای تبدیل به هر نوع سلولی حفظ می کنند، در حالی که با مهار فعالیت آن، سلول ها شروع به حرکت به مرحله ی بعدی از تمایز می کنند. تحقیقات بیشتر برای شناسایی کمپلکسهای BAF در این سلول ها موجب تعجب بیشتر دانشمندان گردید، زیراBRD9  بخشی از یک کمپلکس BAF بود که تاکنون شناسایی نشده بود.

دکتر Jovylyn Gatchalian، پژوهشگر موسسه یSalk و نویسنده ی نخست این مقاله می گوید: برای من مهمترین مورد در این مطالعه، کشف یک کمپلکس جدید BAF در سلول های بنیادی جنینی بود.

دکتر Hargreavesاظهار داشت: آنچه که ما در این تحقیق مشاهده نمودیم تنوع بیوشیمیایی از نظر واریته های کمپلکس BAF بود که امکان کنترل تنظیمی بیشتری را فراهم می آورد. درک پیچیدگی های این کنترل، کلیدی برای هر نوع درمان احیا کننده است.

قدم بعدی محققان بررسی چگونگی تعامل GBAF با پروتئین های ساختاری مختلفی است که به حفظ ژنوم سازمان یافته، کمک می کند.

منبع:

‌https://www.salk.edu/news-release/maintaining-the-unlimited-potential-of-stem-cells/