Mutant Stem Cell Nentang Aturan Pangembangan

ditulis dening editor

Mbusak siji gen saka sel jantung sing berkembang dumadakan ndadekake dheweke dadi prekursor sel otak, nggawe peneliti Gladstone mikir maneh identitas seluler.

Print Friendly, PDF & Email

Mbayangno sampeyan lagi nggawe kue, nanging sampeyan entek uyah. Malah karo bahan sing ilang, adonan isih katon kaya adonan kue, supaya sampeyan tetepake ing oven lan nyabrang driji, ngarep-arep bakal entuk soko sing cedhak karo kue biasa. Nanging, sampeyan bali jam mengko kanggo golek steak lengkap masak.

Kayane kaya guyon sing praktis, nanging transformasi sing nggegirisi iki pancen kedadeyan ing sajian sel stem tikus nalika para ilmuwan ing Gladstone Institutes mbusak mung siji gen-sel stem sing ditakdirake dadi sel jantung dumadakan meh padha karo prekursor sel otak. Pengamatan kasempatan para ilmuwan nambah apa sing dikira dheweke ngerti babagan kepiye sel stem dadi sel diwasa lan njaga identitase nalika diwasa.

"Iki pancen nantang konsep dhasar babagan carane sel tetep dadi dalan nalika miwiti dadi sel jantung utawa otak," ujare Benoit Bruneau, PhD, direktur Institut Penyakit Kardiovaskular Gladstone lan penulis senior sinau anyar sing diterbitake ing alam.

Ora Nguripake Bali

Sèl induk embrio iku pluripoten—duwe kemampuan kanggo mbédakaké, utawa ngowahi, dadi saben jinis sel ing awak diwasa sing wis kawangun kanthi lengkap. Nanging butuh akeh langkah kanggo sel induk kanggo ngasilake jinis sel diwasa. Ing dalan kanggo dadi sel jantung, contone, sel induk embrio pisanan mbedakake dadi mesoderm, salah siji saka telung jaringan primitif sing ditemokake ing embrio paling wiwitan. Luwih mudhun ing dalan, sel mesoderm dadi cabang kanggo nggawe balung, otot, pembuluh getih, lan sel jantung.

Umume ditampa manawa sel wis wiwit mbedakake salah sawijining jalur kasebut, mula ora bisa nolak kanggo milih nasib sing beda.

"Cukup saben ilmuwan sing ngomong babagan nasib sel nggunakake gambar lanskap Waddington, sing katon kaya resort ski kanthi lereng ski sing beda-beda mudhun menyang lembah sing curam lan kapisah," ujare Bruneau, sing uga dadi Ketua William H. Younger. ing Riset Kardiovaskular ing Gladstone lan profesor pediatrik ing UC San Francisco (UCSF). "Yen sel ana ing lembah sing jero, ora ana cara kanggo mlumpat menyang lembah sing beda."

A dasawarsa kepungkur, Gladstone Senior Investigator Shinya Yamanaka, MD, PhD, nemokake carane reprogram sel diwasa kanthi dibedakake dadi sel induk pluripotent. Nalika iki ora menehi sel kemampuan kanggo mlumpat ing antarane lembah, nanging tumindak kaya lift ski bali menyang ndhuwur lanskap diferensiasi.

Wiwit kuwi, peneliti liyane nemokake yen kanthi isyarat kimia sing tepat, sawetara sel bisa diowahi dadi jinis sing raket liwat proses sing disebut "pemrograman ulang langsung" - kaya trabasan liwat alas antarane jalur ski tetanggan. Nanging ing kasus kasebut, sel ora bisa mlumpat kanthi spontan ing antarane jalur diferensiasi sing beda banget. Utamane, sel mesoderm ora bisa dadi prekursor saka jinis sing adoh kaya sel otak utawa sel usus.

Nanging, ing panaliten anyar, Bruneau lan kanca-kancane nuduhake yen, kanthi kaget, prekursor sel jantung bisa langsung ngowahi dadi prekursor sel otak-yen protein sing diarani Brahma ilang.

Pengamatan Ngagetake

Peneliti nyinaoni peran protein Brahma ing diferensiasi sel jantung, amarga ing taun 2019 nemokake manawa bisa kerja bareng karo molekul liyane sing ana gandhengane karo pembentukan jantung.

Ing sajian sel induk embrio tikus, dheweke nggunakake pendekatan panyuntingan genom CRISPR kanggo mateni gen Brm (sing ngasilake protein Brahma). Lan dheweke ngerteni manawa sel kasebut ora beda maneh dadi prekursor sel jantung normal.

"Sawise 10 dina diferensiasi, sel normal ngalahake kanthi irama; padha cetha sel jantung,” ngandika Swetansu Hota, PhD, penulis pisanan sinau lan ilmuwan Staff ing Bruneau Lab. "Nanging tanpa Brahma, mung ana massa sel inert. Ora digebugi babar pisan.”

Sawise analisis luwih lanjut, tim Bruneau ngerti sebabe sel ora bisa ngalahake amarga mbusak Brahma ora mung mateni gen sing dibutuhake kanggo sel jantung, nanging uga ngaktifake gen sing dibutuhake ing sel otak. Sel prekursor jantung saiki dadi sel prekursor otak.

Para peneliti banjur ngetutake saben langkah diferensiasi, lan kanthi ora sengaja nemokake yen sel kasebut ora bakal bali menyang negara pluripotent. Nanging, sel kasebut njupuk lompatan sing luwih gedhe ing antarane jalur sel induk tinimbang sing wis diamati sadurunge.

"Apa sing kita deleng yaiku sel ing salah sawijining lembah ing malang Waddington, kanthi kahanan sing cocog, bisa mlumpat menyang lembah sing beda-beda tanpa ngangkat maneh menyang puncak," ujare Bruneau.

Pawulangan kanggo Penyakit

Nalika lingkungan sel ing sajian lab lan ing embrio wutuh cukup beda, pengamatan peneliti ngemot pelajaran babagan kesehatan lan penyakit sel. Mutasi ing gen Brm wis digandhengake karo penyakit jantung kongenital lan sindrom sing nglibatake fungsi otak. Gen uga melu ing sawetara kanker.

"Yen mbusak Brahma bisa ngowahi sel mesoderm (kaya prekursor sel jantung) dadi sel ektoderm (kaya prekursor sel otak) ing sajian kasebut, mula mutasi ing gen Brm sing menehi sawetara sel kanker kemampuan kanggo ngowahi program genetis kanthi massal. ngandika Bruneau.

Temuan kasebut uga penting ing tingkat riset dhasar, dheweke nambahake, amarga bisa menehi katrangan babagan carane sel bisa ngganti karakter ing setelan penyakit, kayata gagal jantung, lan kanggo ngembangake terapi regeneratif, kanthi ngindhuksi sel jantung anyar, contone.

"Panaliten kita uga ngandhani yen dalan diferensiasi luwih rumit lan rapuh tinimbang sing kita pikirake," ujare Bruneau. "Kawruh sing luwih apik babagan dalan diferensiasi uga bisa mbantu kita ngerti cacat jantung bawaan-lan liyane-cacat, sing muncul sebagian liwat diferensiasi sing cacat."

Print Friendly, PDF & Email

About penulis

editor

Pemimpin editor kanggo eTurboNew yaiku Linda Hohnholz. Dheweke adhedhasar ing HQ eTN ing Honolulu, Hawaii.

Ninggalake Komentar