Zum ersten Mal haben Wissenschaftler das Gedächtnis einer Zelle vollständig gelöscht, bevor sie sie in eine Stammzelle verwandelten

Wissenschaftler haben bereits einen Weg gefunden, menschliche Zellen in neue Formen umzuwandeln, indem sie eine spezielle Mischung von Chemikalien verwenden, um bescheidene Hautzellen in widerstandsfähiges Gewebe zu verwandeln, das als induzierte pluripotente Stammzellen bekannt ist.

Trotz dieser neuen Lebenserwartung behalten diese spezifischen Zellen noch einige genetische Erinnerungen an ihre Zeit als reifes Gewebe, was ihre Verwendung als unbeschriebenes Blatt beeinträchtigt.

Jetzt hat ein internationales Forscherteam einen noch besseren Job gemacht: Es hat einen neuen Weg gefunden, das Gedächtnis einer Zelle zu löschen, damit sie besser als Stammzelle umprogrammiert werden kann.

Das mag sich jedoch alles nach molekularer Magie anhören Einschließlich pluripotenter Stammzellen Seit 2006 werden sogenannte iPSCs in der medizinischen Forschung zur Modellierung von Krankheiten und zur Entwicklung von Behandlungen eingesetzt.

Ihre Entdeckung zweier japanischer Wissenschaftler eröffnete ein neues Gebiet der regenerativen Medizin, da embryonale Stammzellen mithilfe einer Reihe von Reprogrammierungsfaktoren aus normalen erwachsenen menschlichen Zellen hergestellt werden können.

Die Das Versprechen von iPSCs ist enormDa sie sich endlos ausbreiten und jeden anderen Zelltyp im Körper hervorbringen können, sind iPSCs nicht nur unglaublich nützliche Werkzeuge zur Erforschung von Krankheiten. Es dient auch als Sprungbrett zur Individualität Zellbasierte TherapienDie beschädigtes oder erkranktes Gewebe ersetzen können.

Im Labor haben Wissenschaftler iPS-Zellen verwendet, um Herzgewebe zu züchten, das wie echte Herzzellen schlägt, und Mini-Nachbildungen von Organen, sogenannte Organellen, zu konstruieren.

iPSCs haben uns auch beispiellose Einblicke in die Grundlagen der Zellteilung und neurodegenerativer Erkrankungen wie z Alzheimer-Erkrankung Und Erkrankungen der Motoneuronen.

Der Prozess der Bildung von iPSCs ist jedoch nicht perfekt: Einige Zellen behalten epigenetische Modifikationen ihrer DNA in ihrem differenzierten Zustand bei oder unterliegen sogar spontanen Veränderungen dieser epigenetischen „Erinnerungen“, die das Zellverhalten beeinflussen können.

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„Dies könnte zu funktionellen Unterschieden zwischen pluripotenten Stammzellen und den embryonalen Stammzellen, die sie nachahmen sollen, und den später daraus abgeleiteten spezialisierten Zellen führen, was ihre Verwendung einschränkt.“ Erklären Studienautor Ryan Lister, Genombiologe an der University of Western Australia.

Deshalb versuchten Lister und seine Kollegen zu verstehen, wann diese Anomalien bei der Neuprogrammierung von Zellen auftreten und wie sie und andere anhaltende Anzeichen vermieden oder gelöscht werden können.

Das Team erstellte ein Profil der Genexpression, während sich die Zellen durch den Umprogrammierungsprozess bewegten, um zu sehen, welche Gene wann aktiviert wurden.

Es umhüllt einen großen Teil der DNA der Zelle Große Proteine, sogenannte Histoneum jene Teile der zellulären Maschinerie zu schützen, deren Aufgabe es ist, Gene in Proteine ​​zu entschlüsseln.

Abhängig davon, wo sich die Histone befinden, reagiert die Zelle möglicherweise nicht auf chemische Signale, die ihr von Wissenschaftlern gesendet werden. In diesem Fall trägt sie während des Umprogrammierungsprozesses ein epigenetisches Gedächtnis mit.

Die neue Methode namens Transient Naive (TNT) Reprogrammierung ahmt die Neuausrichtung des Zellgenoms einer Zelle nach, die in der sehr frühen Embryonalentwicklung vor und nach der Implantation desselben Embryos in die Gebärmutterwand erfolgt.

In einer Reihe von Experimenten an Zellen haben die Forscher erscheinen Die TNT-Reprogrammierung „löscht effektiv das epigenetische Gedächtnis“, insbesondere in dicht besiedelten DNA-Regionen – ohne jedoch andere wichtige Informationen zu löschen. im Genom eingeprägt.

Dadurch ähnelten die umprogrammierten Zellen sowohl in ihrer Funktion als auch auf molekularer Ebene eher embryonalen Stammzellen.

„Wir gehen davon aus, dass die Neuprogrammierung von TNT einen neuen Standard für Zelltherapien und biomedizinische Forschung etablieren und deren Fortschritt erheblich vorantreiben wird.“ sagen lester.

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„Es löst Probleme im Zusammenhang mit konventionell erzeugten induzierten pluripotenten Stammzellen, die, wenn sie nicht angegangen werden, langfristig sehr schädliche Folgen für Zelltherapien haben können.“ Hinzufügen Jia Tan, Studienautor und Zellbiologe an der Monash University in Melbourne.

Die Studie wurde veröffentlicht in Natur.

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