• Monday June 24,2019

Genetyczni sierżanci, którzy utrzymują komórki macierzyste, pili

Anonim

Komórki macierzyste pękają z potencjałem. Mogą wytworzyć każdy rodzaj komórki w ludzkim ciele. Małe kępki z nich mogą generować całe osobniki. Ale ta umiejętność, znana jako pluripotencja, jest ciężko wygrana. Tak więc komórki macierzyste muszą stale represjonować programy genetyczne, które grożą, że wyślą je konkretnymi drogami i pozbawią ich nieograniczonego potencjału. "Wyobraź sobie, że jesteś komórką macierzystą" - mówi Mitchell Guttman z Broad Institute of MIT and Harvard. "Najgorsze, co może się stać, to przypadkowe włączenie, powiedzmy, genów neuronalnych i stanie się komórką mózgową."

Teraz Guttman odkrył, że komórki macierzyste zachowują się jak "macierzyste" z grupą genów zwaną lincRNA. Jego odkrycie nie tylko przypisuje ważną rolę tym tajemniczym genom, ale otwiera nowy potencjalny sposób precyzyjnego kontrolowania tego, co dzieje się w komórce.

"Centralny dogmat biologii" mówi, że DNA przechowuje informacje, które są kopiowane do powiązanej cząsteczki zwanej RNA. Informacje te są wykorzystywane do budowy białek, które zajmują komórkę wykonującą ważne zadania. Ale ten opis dotyczy tylko mniejszości naszego genomu. Co najmniej 98 procent naszego DNA wcale nie tworzy białek, ale część tego "niekodującego" kawałka jest nadal przekształcana w RNA. Te niekodujące RNA mają wiele kształtów i rozmiarów, a Guttman skupił się na grupie szczególnie dużych zwanych lincRNA. Mamy ich tysiące i do tej pory niewiele wiedzieliśmy o tym, co robią.

Jeden z nich wyłącza kopię chromosomu X w komórkach kobiet. Ale poza garstką takich przykładów rola lincRNA została owiana tajemnicą. Niektórzy naukowcy sugerują, że są to w większości zarodki genetyczne, wytwarzane, gdy nasze komórki kopiują bardziej przydatne fragmenty informacji z pobliskich genów. Ale w 2009 roku Guttman odkrył, że wiele lincRNA zmieniło się bardzo słabo, gdy ssaki wyewoluowały, i zdają się oddziaływać z ważnymi genami i białkami w naszych komórkach. Naprawdę wyglądali, jakby coś robili.

Aby dowiedzieć się, co Guttman zrobił, co zrobił większość genetyków - pozbył się lincRNA, po jednym na raz, w embrionalnych komórkach macierzystych myszy. Około 95 procent lincRNA spowodowało głębokie przesunięcie w aktywności innych genów, gdy zniknęły. Guttman stwierdził również, że mniejsza grupa - około 10 procent - jest odpowiedzialna za utrzymanie komórek macierzystych w stanie pluripotentnym.

Robią to na dwa sposoby. Niektórzy utrzymują status quo - kontrolują aktywność genów takich jak Nanog, które są niezbędne do utrzymania stanu przypominającego rdzeń. Inni powstrzymują zmiany - represjonują geny, które przekształcają komórki macierzyste w bardziej specyficzne typy, takie jak komórki mięśniowe lub wątrobowe lub neurony. Ta ostatnia grupa jest bardzo specyficzna - większość celuje w jeden program i trzyma go pod kontrolą. Bez połączonych wysiłków tych lincRNA komórki macierzyste Guttmana zaczęły się przekształcać w bardziej wyspecjalizowane typy.

Oczywiście wiemy już o wielu białkach, które utrzymują komórki macierzyste w taki sposób, w jaki działają, działając razem w dużych kompleksach kooperacyjnych. LincRNA nie wykonują tej samej pracy w innej formie Zamiast tego Guttman odkrył, że wiele lincRNA (żyjących zgodnie z ich nazwami) tworzy fizyczne mosty pomiędzy różnymi kompleksami białkowymi. Uważa, że ​​mogą pomóc w koordynowaniu białek.

"Kontrolowanie pluripotencji to bitwa" - mówi. "Białka są jak żołnierze w tej bitwie. Mogą robić wiele różnych rzeczy, ale potrzebują swoich zamówień. LincRNA to sierżanty koordynujące białka w spójną odpowiedź. "

Kontrolowanie komórek macierzystych jest prawdopodobnie tylko wierzchołkiem góry lodowej. Wciąż wiele trzeba się dowiedzieć o tym, co robią lincRNA. Jak wykazał Guttman, większość z nich wpływa na aktywność wielu genów poza tymi związanymi z komórkami macierzystymi. "Za każdym razem, gdy potrzebujesz skoordynowanego wysiłku w komórce, możesz sobie wyobrazić, że lincRNA może zgromadzić odpowiednich graczy do pracy", mówi Guttman.

Odkrycie to może pomóc naukowcom w niezawodnym przekształceniu komórek macierzystych w różne tkanki i organy będące przedmiotem zainteresowania. To niezbędny krok w kierunku tworzenia na zamówienie organów - główny cel biologii medycznej. Wyłączenie odpowiedniego lincRNA może ułatwić to zadanie. "Musisz zrozumieć, jak ważne są komórki w celu ich kontrolowania" - mówi Guttman. "Przez długi czas brakowało nam tego ważnego utworu".

Ale Guttman uważa, że ​​największe potencjalne zastosowanie jego pracy wynika z wiedzy, że lincRNA mogą działać jako mosty dla różnych kompleksów białkowych. "Kiedy już poznajemy wszystkie zasady, możemy sobie wyobrazić inżynierskie sztuczne RNA, które może wiązać się z konkretnymi białkami, o które się troszczymy, by celować w konkretne geny w określony sposób." Możemy dać sierżantom ich marszowe zamówienia.

Referencje: Guttma, Donaghey, Carey, Garber, Grenier, Munson, Young, Lucas, Ach, Bruhn, Yang, Amit, Meissner, Regev, Rinn, Root & Lander. 2011.lincRNA działają w obwodzie kontrolując pluripotencję i różnicowanie. Natura //dx.doi.org/10.1038/nature10398

Więcej na temat komórek macierzystych:

  • Naukowcy przekształcają komórki skóry bezpośrednio w neurony
  • Badanie przeprogramowanych komórek macierzystych: interaktywna oś czasu
  • Komórki piersi naturalnie przekształcają się w komórki macierzyste
  • Niepokojące zmiany genetyczne w przeprogramowanych komórkach macierzystych
  • Przeprogramowane komórki macierzyste są obciążone błędami
  • Komórki macierzyste wytwarzają nowe tkanki, rekrutując katów, by zniszczyli ich DNA
  • Komórki macierzyste rozwijają się prawidłowo tylko we właściwym środowisku


Ciekawe Artykuły

Po prostu Dodaj wodę i Krzemowe fałdy w kształty origami

Po prostu Dodaj wodę i Krzemowe fałdy w kształty origami

Zapamiętaj te elementarne lekcje geometrii, które polegały na wycinaniu wzoru z arkusza roboczego i składaniu wzdłuż przerywanych linii w celu utworzenia kostki, stożka lub walca? Cóż, w pełni wykształceni naukowcy wciąż robią to samo, tylko w skali mikroskopijnej. Naukowcy z Uniwersytetu Twente w Holandii stworzyli samoskładające się, mikroskopijne struktury z azotanu krzemu. Kiedy krzem jes

Pan Hayward idzie do Waszyngtonu

Pan Hayward idzie do Waszyngtonu

The Oil Drum opublikował i połączył (pdf) z listem wysłanym przez Komitet ds. Energii i Handlu do CEO BP Tony Hayward w ramach przygotowań do jego nadchodzących zeznań dotyczących obaw związanych z ryzykownymi praktykami związanymi z wyciekiem ropy. Zaczyna: Drogi Panie Hayward: Z niecierpliwością oczekujemy na wasze zeznania przed podkomisją ds. Nadzoru i śl

Zajęty Rok Etny trwa wraz z 17. erupcją

Zajęty Rok Etny trwa wraz z 17. erupcją

W 2011 r. Pozostały nam jeszcze dwa miesiące, a Etna we Włoszech jest już w 17. paroksyzmie *. W przeciwieństwie do wielu innych wydarzeń z początku roku, ten paroksyzm był nieco zaskoczeniem. Krater południowo-wschodni, w którym większość aktywności w 2011 roku został wyśrodkowany, ucichł po dniu 16 października. Poprzednie parok

Tłuszcz z brzucha powiązany z problemami poznawczymi u starszych ludzi

Tłuszcz z brzucha powiązany z problemami poznawczymi u starszych ludzi

Jeśli masz ponad 60 lat, a według standardów BMI nadwaga, może nie być tak źle. Ale tu jest haczyk. Jeśli masz również gruby brzuch, ryzykujesz nie tylko problemy ze zdrowiem metabolicznym, ale także problemy poznawcze. To jest wniosek z badania opublikowanego w tym miesiącu w The British Journal of Nutrition. Przez lat

Jak często zdarza się wydarzenie Tunguska?

Jak często zdarza się wydarzenie Tunguska?

Przeczytaj aktualizację na dole tego posta; Poprawię kilka błędów, które popełniłem . Latem 1908 r. Eksplozja nad odległym rejonem Syberii w pobliżu rzeki Podkamennaja Tunguska zniszczyła setki kilometrów kwadratowych ziemi. Drzewa zostały spłaszczone, obszar przypalony, a fala ciśnienia z wybuchu została odczuta na całym świecie. Kilkadziesiąt la

Bajeczne Menu Nauki Obywatelskiej na Święto Dziękczynienia!

Bajeczne Menu Nauki Obywatelskiej na Święto Dziękczynienia!

Zaktualizowaliśmy i odesłaliśmy tę ucztę z okazji Święta Dziękczynienia, od Lily Bui! Zagłęb się w tę porcję projektów Święta Dziękczynienia ze swoimi przyjaciółmi i rodziną! Western Monarch Święto Dziękczynienia Pomóż naukowcom wykonać spis zimowych motyli Monarch. Hrabia Monarchowie w koloniach, w poranki wokół Święta Dziękczynienia. Zaczynać! Dzień Dziękczynieni