Przełom w badaniach nad komórkami macierzystymi

Autor tekstu: PZ Myers

Niedawne odkrycie w badaniach nad komórkami macierzystymi jest niemałym wydarzeniem: badacze doszli do tego, jak przeprogramować dorosłą komórkę, by doprowadzić ją do stanu niemal nie do odróżnienia od zarodkowych, pluripotencjalnych komórek macierzystych. Jest to bardzo znacząca nowość, obiecująca przyspieszenie tempa badań w tej dziedzinie.

Problem zawsze polegał na tym, że komórki istnieją w odrębnych stanach. Na przykład komórka skóry ma uaktywniony jeden zestaw genów, niezbędny dla jej specyficznej funkcji, a inne zestawy genów są wyłączone. Zwykłe pobranie DNA z komórki skóry i wprowadzenie go do komórki jajowej niekoniecznie stworzy funkcjonalną komórkę jajową, ponieważ geny niezbędne dla komórki jajowej mogą być wyłączone w DNA komórki skóry, a nie wiemy jak je włączyć. Proces transferu jądra komórki somatycznej jest z tego powodu próbą robioną po omacku z bardzo wysokim procentem niepowodzeń — zasadniczo naukowcy próbują doprowadzić do właściwej konfiguracji włączonych genów dając jądru solidnego kopniaka i mając nadzieję, że coś w komórkach spowoduje rekonfigurację wzorca aktywacji genu w coś odpowiedniego.

Odkrycie Takahashiego i jego kolegów ujawniło jak wybiórczo włączać właściwy wzorzec genów na pluripotentne komórki macierzyste. Odkryli przycisk ponownego uruchamiania komórek ssaków, prosty włącznik, który wprowadza komórkę we właściwy stan, by mogła stać się dowolną komórką.

Ten przycisk ponownego uruchamiania składa się z czterech genów: Oct3/4, Sox2, Klf4 i c-Myc oraz specjalnego środowiska pozakomórkowego. Te geny są czynnikami transkrypcyjnymi, genami, które regulują ekspresję innych genów i podejrzewano, że są ważne, ponieważ — między innymi — są wyrażane w zróżnicowany sposób w normalnych zarodkowych komórkach macierzystych, czego byśmy nie wiedzieli, gdyby ludzie nie prowadzili badań nad zarodkowymi komórkami macierzystymi. Sądzi się, że geny c-Myc i Klf4 modyfikują chromatynę, zmieniając wzór metylacji DNA i modyfikacji histonowej, umożliwiając Oct3/4 i Sox2 wejście i związanie się z określonymi genami docelowymi. Te kilka genów, działając razem, wywołują cały szereg dalszych wydarzeń genetycznych, które przełączają komórkę w stan pluripotencjalny.

Rezultaty sprawdzano na kilka sposobów. Podobną procedurę zastosowano do myszy, by stworzyć całe zarodki mysie, które następnie rozwinęły się w dorosłe myszy, demonstrując w ten sposób totipotencję. Ludzkie indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste poddano całej baterii prób i pokazują one ekspresję genów podobną do tej w prawdziwych zarodkowych komórkach macierzystych. Ponadto całe kolonie tych indukowanych komórek macierzystych wstrzyknięto myszom, gdzie tworzyły guzy — teratomy, nowotwory wielotkankowe, które różnicują się w szereg różnych typów tkanek (ale źle zorganizowanych — nie tworzą maleńkich ludzkich niemowląt wewnątrz myszy, a tylko porozrzucane kawałki). Tworzą się tkanki jelitowe, skóra, chrząstka i nerwy, jak widać na ilustracji poniżej, demonstrując pluripotencję tych komórek macierzystych.

więcej>>>

Warto przeczytać również to:

Gdy komórki zaczynają od nowa

Podróż w czasie - czy to możliwe?

Profesor fizyki teoretycznej Ronald L. Mallett od ponad pół wieku poszukuje sposobu, żeby oszukać przeznaczenie. Chce zbudować wehikuł czasu i odbyć podróż w przeszłość. Jego zdaniem jest to możliwe jeśli uda się zakrzywić przestrzeń czasową.
W snach jego wizja czasami się spełnia: Ronald Mallett puka do drzwi mieszkania w nowojorskiej dzielnicy Bronks. Drzwi otwiera mu młody mężczyzna o kręconych włosach. Pytający wyraz twarzy wskazuje na to, że gość nie należy do znanych mu osób. Mallett prosi, aby gospodarz wpuścił go do środka i zaczyna go zaklinać, żeby mniej palił, mniej pił i mniej pracował. Inaczej za parę tygodni umrze. Stanie się to dokładnie w sobotę, 22 maja 1955 roku. Przyczyną będzie zawał serca. Człowiek, z którym Mallett spotyka się w swoich snach, to jego ojciec. Profesor chciałby odbyć podróż do przeszłości, aby ostrzec ojca.

Nie ma wątpliwości, że Afroamerykanin z eleganckimi wąsami, o mocnym uścisku dłoni, myślami błądzi po krainie fantazji. Jednak Roland L. Mallett, profesor fizyki teoretycznej na uniwersytecie w Connecticut wie, że aby urzeczywistnić marzenia, musi odwołać się do faktów i rozumu. Od ponad pół wieku poszukuje sposobu, żeby oszukać przeznaczenie. Kiedy nie prowadzi zajęć ze studentami, albo nie czyta, każdą wolną chwilę spędza przy biurku na uczelni lub w domu, licząc i zapisując na papierze przeróżne wzory. Profesor dąży do osiągnięcia jednego celu, który prędzej można by przypisać powieści science fiction niż trzeźwo myślącemu umysłowi naukowca: Mallett pragnie zbudować wehikuł czasu. Najbardziej na świecie życzy sobie, aby jeszcze raz spotkać ojca i to wielkie marzenie skłoniło go oddania się nauce.

więcej>>>