گامی برای درک بهتر فرآیند تولید اندام در محیط آزمایشگاهی

تاریخ : ۲۲ اردیبهشت ۱۴۰۱

تعداد بازدید : ۱۵۲

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

محققان با استفاده از توالی‌یابی ایمونوپسیت کروماتین، به بررسی پروتئینی پرداختند که به تمایز سلول‌های بنیادین در محیط کشت کمک می‌کند و تولید اندام‌ در محیط آزمایشگاهی را امکان پذیر می‌نماید.

خود نوسازی نامحدود و توانایی تشکیل سلول‌های زایا، اسپرم و تخمک، از ویژگی‌های بارز سلول‌های بنیادی است، حالتی که به آن پرتوانی می‌گویند. درک اساس فیزیکی پرتوانی در پزشکی بازساختی کلیدی است که هدف آن جایگزینی، مهندسی یا بازسازی بیماری ها یا سلول های پیر است.

 

مطالعات قبلی نشان داده است که  پروتئینی کاملاً تنظیم شده به نام NANOG وجود دارد، این پروتئین ظرفیت سلولی برای برنامه‌ریزی مجدد را افزایش داده و با افزایش تمایل به تمایز و تخصص سلولی خود به خودی به جایگزینی بافت کمک می‌کند. علاوه بر این، سلول‌های بنیادی انسانی در محیط کشت آزمایشگاهی را می‌توان از طریق افزایش بیان NANOG تخصص کرد و آنها را اندام یا بافت مورد نظر تبدیل کرد. با این حال، تاکنون مشخص نبود که NANOG چگونه این کار را انجام می دهد.

 

در یک مطالعه جدید دانشمندان بینش‌های مکانیکی در مورد ویژگی‌های منحصر به فرد NANOG و عملکرد آن در فعال کردن پرتوانی کشف کردند. این یافته‌ها در مجله Nature Cell Biology  منتشر شد.

 

محققان دریافتند «چسبندگی فوق العاده» NANOG آن را قادر می‌سازد تا توده‌های بزرگی را در غلظت‌های بسیار کم تشکیل دهد. این توده‌ها با کروماتین برهم‌کنش می‌کنند تا سازماندهی آن را به گونه‌ای تغییر دهند که باعث ایجاد پرتوانی می‌شود. کروماتین به ساختارهای DNA بسته‌بندی شده در رشته‌های محکم روی داربست‌های پروتئینی گفته می‌شود.

 

ژوزفین فرئون، استادیار فارماکولوژی و بیولوژی شیمیایی می‌گوید:«تبدیل سلول‌های تخصصی به حالت پرتوان مستلزم سازماندهی مجدد گسترده کروماتین و تغییرات در ژن است.»

 

ژوزفین فرئون افزود: «فعال سازی هماهنگ ژن اغلب مستلزم نزدیک‌تر کردن عناصر DNA است که از هم دور هستند تا بیان ژن را فعال کند. ما متوجه شدیم که ویژگی‌های NANOG  و شکل طبیعی و انعطاف‌پذیر 3 بعدی آن و دم C ترمینال آن که از نظر ساختاری شبیه پروتئین‌های پریون مانند است و آن را قادر می‌سازد تا به این هدف دست یابد.»

 

پریون ها نوعی پروتئین تا شده اشتباه هستند که می‌توانند شکل تا شده اشتباه خود را به انواع معمولی همان پروتئین منتقل کنند. محققان دریافتند دم پریون مانند NANOG به طور خود به خود به فاز ژل مانند تبدیل می شود.

 

محققان برای مطالعه NANOG به استفاده از انتقال انرژی رزونانس فورستر تک مولکولی و روش‌‌های همبستگی متقابل فلورسانس متوسل شدند و الیگومریزاسیون آن را با عناصر DNA در شرایط آزمایشگاهی نشان دادند.

 

محققان با استفاده از توالی یابی ایمونوپسیت کروماتین و Hi-C 3.0 در سلول‌ها، مونتاژ دامنه پریون مانند NANOG را تأیید کردند که برای شناسایی مناطق خاصی از DNA و پل زدن مناطق دور کروماتین مورد نیاز است.

 

فرئون افزود: « ما توانستیم نشان دهیم که تجمع NANOG برای عملکرد آن به عنوان یک فاکتور اصلی رونویسی و واسطه ای برای پل زدن DNAها ضروری است. وقتی سطح NANOG پایین است، سلول‌ها مستعد تمایز هستند و وقتی سطح آن بالا باشد، حالت پرتوان زمین یا «تنظیم مجدد کامل» به دست می‌آید و حفظ می‌شود.»

منبع : https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/regenerative-medicine-tissue-engineering/dna-bridges-govern-ground-state-pluripotency/

نظر شما