Zamislite da pravite kolač, ali vam nedostaje samo jedan sastojak i taj nedostatak nadomjestite drugim sastojkom koji bi trebao biti alternativno rješenje. Sve izgleda perfektno, kolač izgleda i sa alternativnim rješenjem potpuno identično onome što bi trebao biti i sve to ostavite u rernu da se peče. Nakon perioda predviđenog za pečenje kolača se vraćate i zatičete savšeno isprženi kotlet.

Zvuči kao neslana šala, ali ova vrsta šokantne transformacije je ono što se zaista dogodilo u Petrijevoj šolji s mišjim matičnim ćelijama kada su naučnici sa instituta “Gladstone” uklonili samo jedan gen – matične ćelije koje su bile predodređene da postanu srčane ćelije iznenada su ličile na prekursore (prethodnike) moždanih ćelija.“Ovo zaista dovodi u pitanje fundamentalne koncepte o tome kako ćelije ostaju na svom putu kada krenu na svoj put da postanu ćelije srca ili mozga”, kaže Benoit Bruneau, dr. sc, direktor Gladstone instituta za kardiovaskularne bolesti i stariji autor novog studija objavljena u Nature magazinu.

Embrionalne matične ćelije su pluripotentne – imaju sposobnost da se razlikuju ili transformišu u svaku vrstu ćelije u potpuno formiranom tijelu odrasle osobe. Ali potrebno je mnogo koraka da matične ćelije dovedu do odraslih tipova ćelija.Na primjer, na svom putu da postanu srčane ćelije, embrionalne matične ćelije se prvo diferenciraju u mezoderm, jedno od tri primitivna tkiva pronađena u najranijim embrionima. Dalje niz stazu, ćelije mezoderma se granaju i prave kosti, mišiće, krvne sudove i srčane ćelije koje kucaju.

Opšteprihvaćeno je da nakon što ćelija počne da se diferencira na jednom od ovih puteva, ne može se okrenuti i izabrati drugu sudbinu.“Skoro svaki naučnik koji govori o sudbini ćelija koristi sliku „Waddington-ovog pejzaža“, koji mnogo liči na skijalište sa različitim skijaškim stazama koje se spuštaju niz,strme, odvojene doline,” kaže Bruneau, koji je također predsjedavajući William H. Younger, Chairman u Kardiovaskularna istraživanja na Gladstoneu i profesor pedijatrije na UC San Francisco (UCSF): “Ako se ćelija nalazi u dubokoj dolini, nema načina da preskoči u potpuno drugu dolinu.”

Prije deset godina, viši istraživač u Gladstoneu Shinya Yamanaka, MD, Ph.D., otkrio je kako reprogramirati potpuno diferencirane odrasle ćelije u indukovane pluripotentne matične ćelije . Iako ovo ćelijama nije dalo mogućnost da skaču između dolina, djelovalo je kao ski lift natrag na vrh diferencijacije.Od tada, drugi istraživači su otkrili da se uz odgovarajuće hemijske znakove neke ćelije mogu pretvoriti u blisko povezane tipove kroz proces koji se naziva “direktno reprogramiranje” – poput prečice kroz šumu između susjednih skijaških staza, ali ni u jednom od ovih slučajeva ćelije ne bi mogle spontano skočiti između drastično različitih puteva diferencijacije. Konkretno, ćelije mezoderma nisu mogle postati prethodnici tako udaljenih tipova kao što su moždane ili crijevne ćelije.

Ipak, u novoj studiji, Bruneau i njegove kolege pokazuju da se, na njihovo iznenađenje, prekursori srčanih ćelija zaista mogu transformisati direktno u prekursore moždanih ćelija – ako nedostaje protein nazvan Brahma.U posudi sa embrionalnim matičnim ćelijama miša, koristili su CRISPR pristupe za uređivanje genoma kako bi isključili gen Brm (onaj koji proizvodi protein Brahma). I primijetili su da se ćelije više ne razlikuju u normalne prekursore srčanih stanica.“Nakon 10 dana diferencijacije, normalne ćelije ritmično kucaju; jasno je da su ćelije srca”, kaže dr Swetansu Hota, prvi autor studije i naučnik u laboratoriji Bruneau. “Ali bez Brahme, postojala je samo masa inertnih ćelija. Uopšte nije bilo otkucaja.”

Nakon dalje analize, Bruneauov tim je shvatio da je razlog zašto ćelije nisu kucale taj što uklanjanje Brahme ne samo da je isključilo gene potrebne za srčane ćelije, već i aktiviralo gene potrebne u moždanim ćelijama . Prekursorske ćelije srca sada su postale ćelije prekursora mozga.Istraživači su zatim pratili svaki korak diferencijacije i neočekivano otkrili da se ove ćelije nikada nisu vratile u pluripotentno stanje. Umjesto toga, ćelije su napravile daleko veći skok između puteva matičnih ćelija nego što je to ikada ranije uočeno.Dok je okruženje ćelija u laboratorijskoj posudi i u čitavom embriju prilično različito, zapažanja istraživača nam govore mnogo o zdravlju i bolesti ćelija. Mutacije u genu Brm povezane su s kongenitalnom srčanom bolešću i sindromima koji uključuju funkciju mozga. Gen je također uključen u nekoliko karcinoma.“Ako uklanjanje Brahme može pretvoriti ćelije mezoderma (poput prekursora srčanih stanica) u ćelije ektoderma (poput prekursora moždanih stanica) u posudi, onda su možda mutacije u genu Brm ono što nekim ćelijama raka daje mogućnost da masovno mijenjaju svoj genetski program”, kaže Bruneau.

Nalazi su također važni na nivou osnovnih istraživanja, dodaje on, jer mogu rasvijetliti kako ćelije mogu promijeniti svoj karakter u okruženju bolesti, kao što je zatajenje srca, i za razvoj regenerativnih terapija, izazivanjem novih srčanih ćelija, na primjer.“Naša studija nam takođe govori da su putevi diferencijacije daleko složeniji i krhkiji nego što smo mislili”, kaže Bruneau. “Bolje poznavanje puteva diferencijacije nam takođe može pomoći da razumijemo urođene srčane i druge mane, koje dijelom nastaju zbog defektne diferencijacije.”

Rad “Brahma štiti kanalizaciju diferencijacije srčanog mezoderma” objavljen je online u časopisu Nature 26. januara 2022.

 

Izvor: https://phys.org/news/2022-01-mutant-stem-cells-defy.html

https://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2022/02/png2pdf-pdf-1024x1024.jpghttps://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2022/02/png2pdf-pdf-150x150.jpgadminBiologijabrahma,ćelija,Matične ćelije,protein,srčane ćelijeZamislite da pravite kolač, ali vam nedostaje samo jedan sastojak i taj nedostatak nadomjestite drugim sastojkom koji bi trebao biti alternativno rješenje. Sve izgleda perfektno, kolač izgleda i sa alternativnim rješenjem potpuno identično onome što bi trebao biti i sve to ostavite u rernu da se peče. Nakon perioda...Naučne Novosti