به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، مطالعه دانشگاه کالیفرنیا نشان دادند که چگونه سلول‌های بنیادی خونی سرنوشت خود را حفظ می‌کنند. درک مکانیسم‌های مولکولی که هویت بیش از 200 نوع سلولی بدن انسان را مشخص و حفظ می‌کند، شاید یکی از اساسی ترین مشکلات در زیست شناسی مولکولی و سلولی باشد که پیامدهای عمده ای برای مدیریت بیماری‌های انسانی دارد. سلول‌های بنیادی که در هر بافت بدن وجود دارند، نقش مهمی در فرآیند تصمیم گیری سرنوشت سلول ایفا می‌کنند.
وقتی سلول‌های بنیادی تقسیم می‌شوند، پتانسیل فوق‌العاده‌ای دارند که خود را تجدید کنند، یعنی خود را تکثیر کنند، یا به دودمان‌های مشخص تبدیل شوند. مطالعه یک تیم تحقیقاتی به رهبری بیوشیمی‌دانان دانشگاه کالیفرنیا، درک ما را از چگونگی حفظ هویت دودمان متمایز، هر بار که یک سلول بنیادی تقسیم می‌شود، بهبود بخشیده است.
مطالعه تحقیقاتی که توسط Sihem Cheloufi و Jernej Murn انجام شد، نشان می‌دهد که چگونه یک مجتمع پروتئینی به نام فاکتور مونتاژ کروماتین-1 یاCAF-1، سازمان ژنوم را برای حفظ و کنترل می‌کند. این گزارش در مجله Nature Communications  منتشر شد. هر بار که یک سلول تقسیم می‌شود، باید نسخه‌ای از ژنوم خود بسازد. کروماتین در مکان‌های ژنومی سازمان‌دهی می‌شود که یا باز و به راحتی قابل دسترسی هستند یا فشرده‌تر و کمتر در دسترس هستند (یا بسته).
هویت سلول‌های مختلف به‌شدت به مکان‌های ژنومی که بازتر هستند وابسته است، زیرا تنها ژن‌های واقع در آن مناطق می‌توانند به طور بالقوه بیان شده و به پروتئین تبدیل شوند. برای حفظ هویت سلولی در طول تقسیم سلولی، مکان‌های کروماتین باز و بسته یا سازمان کروماتین باید به ماکت جدید ژنوم منتقل شود، وظیفه‌ای که عمدتاً به CAF-1 سپرده شده است. برای کمک به CAF-1 ایمن سازی سازمان کروماتین صحیح در طول تقسیم سلولی، مجموعه ای از فاکتورهای رونویسی به نواحی باز به شیوه ای خاص به توالی DNA جذب می‌شوند تا به عنوان نشانک‌ها عمل کنند و ماشین رونویسی را برای تصحیح ژن‌های خاص دودمان و اطمینان از بیان آن‌ها به کار گیرند. نویسندگان به عنوان الگوی مطالعه سلول‌های خونی نابالغ را در نظر گرفتند که می‌توانند خود تجدید شوند یا به نوتروفیل تبدیل شوند، که سلول‌های غیرقابل تقسیم هستند و اولین خط دفاعی بدن ما را در برابر پاتوژن‌ها ارائه می‌دهند. به طرز جالبی، آن‌ها دریافتند که CAF-1 نه تنها برای حفظ خود نوسازی این سلول‌های خونی نابالغ، بلکه برای حفظ هویت اصل و نسب آن‌ها ضروری است. حتی کاهش متوسط سطح CAF-1 باعث شد سلول‌ها هویت خود را فراموش کنند و مرحله ترکیبی را انتخاب کنند.
محققان UCR از سلول‌های خونی نابالغ مشتق شده از مغز استخوان موش و مهندسی شده برای رشد در کشت بافت استفاده کردند. آن‌ها یافته های خود را در داخل بدن با استفاده از یک مدل موش تأیید کردند. سپس، مکانیسمی را که توسط آن CAF-1 حالت کروماتین را در مکان‌های خاص حفظ می‌کند و اینکه آیا این فرآیند در انواع مختلف سلول‌ها متفاوت عمل می‌کند، شناسایی کردند. ژنوم مانند یک شهر دارای منظره‌های مشخصی است. CAF-1 و سایر مولکول‌ها با یک دقت زیادی خط افق ژنوم را حفظ می‌کنند. حل این مشکل همچنین می‌تواند به ما در درک چگونگی دستکاری سرنوشت سلول‌ها به شیوه‌ای پیش‌بینی‌کننده کمک کند. با توجه به نقش اساسی CAF-1 در بسته بندی ژنوم در طول تکثیر DNA، انتظار می‌رود که به عنوان یک دروازه بان عمومی هویت سلولی عمل کند. این در اصل برای تمام سلول‌های تقسیم شده در بافت‌های متعدد مانند سلول‌های روده، پوست، مغز استخوان و حتی مغز اعمال می‌شود.
پایان مطلب/
لینک منبع:
DOI: 10.1038/s41467-022-29730-6