آخرین مطالب

سلول های بنیادی به عنوان یک تیم کار می کنند و سرنوشت خود را به شانس محض نمی سپارند —


سلول های بنیادی چند استعداد واقعی هستند. آنها می توانند به هر نوع سلولی از ارگانیسم تبدیل شوند – در انسان بیش از 200 سلول وجود دارد – و بنابراین همه وظایف حیاتی را انجام می دهند. هنگامی که سلول های بنیادی در مورد کاری تصمیم گرفتند، دیگر نمی توان آنها را از هدف خود منصرف کرد. محصول نهایی، بافت ها و اندام ها، تقریباً همیشه یکسان به نظر می رسند و از نسبت های مشخصی از انواع مختلف سلول های تخصصی تشکیل شده اند. اما سلول‌ها واقعاً چگونه می‌دانند که می‌خواهند به چه چیزی تبدیل شوند و چند نفر از آنها واقعاً مجاز به انجام این کار هستند؟

آیا همه اینها فقط شانس است؟

یک تنظیم کننده مهم توزیع وظایف، کنترل ژن ها توسط فاکتورهای رونویسی مانند NANOG و GATA است که هر دو در ابتدا در سلول های بنیادی تمایز نیافته وجود دارند. با این حال، این به طور اساسی در رشد بسیار اولیه تغییر می کند، زمانی که سلول های بنیادی به دو نوع سلول جدید تبدیل می شوند: سلول های جنین اولیه، که اکنون فقط NANOG در آن وجود دارد و سلول های پیش ساز مثانه میوه که اکنون منحصراً حامل GATA هستند. تا به حال تصور می شد که تصمیم گیری هر سلول به طور تصادفی در مراحل اولیه، شبیه به بازی تاس گرفته می شود، با این تفاوت که در اینجا فقط NANOG یا GATA می تواند پرتاب شود.

سلول ها به طور جمعی تصمیم می گیرند

در مقاله نظری قبلی، Aneta Koseska، یکی از نویسندگان این مطالعه و رهبر سابق گروه MPI، توانست با کمک کریستین شروتر مفهوم جدیدی را ایجاد کند که نشان می‌دهد چگونه سلول‌های بنیادی در نسبت‌های درست به شیوه‌ای هماهنگ تخصص می‌یابند. در نشریه کنونی، کریستین شروتر و تیمش اکنون موفق به اثبات مفهوم نظری شده اند. محققان با استفاده از سلول‌های بنیادی در یک لوله آزمایش توانستند نشان دهند که تصمیم‌گیری به طور تصادفی در سطح تک تک سلول‌ها، همانطور که قبلاً فرض می‌شد، صورت نمی‌گیرد، بلکه در داخل جامعه سلولی ارتباط برقرار می‌کند.

تقلب در بازی تاس سلول های بنیادی

برای اینکه سرنوشت سلول‌ها را به شانس واگذار نکنند، محققان در تحقیقات خود تاس NANOG-GATA را دستکاری کردند به طوری که GATA در حال حاضر بیشتر از NANOG پرتاب می‌شود. این به طور تجربی با افزایش مصنوعی مقدار GATA به دست آمد. حتی با وجود اینکه همیشه یک عدد شش چرخانده می شد – یعنی GATA – تعداد سلول های پیش ساز مثانه میوه را نمی توان خودسرانه افزایش داد، اما نسبت های مشابهی از دو نوع سلول مختلف همچنان ظاهر می شد. بنابراین توزیع وظایف در طول توسعه باید به چیزی بیش از شانس وابسته باشد.

تصمیمات در تیم ابلاغ می شود

دانشمندان با پیروی از مفهوم نظری خود، نقش ارتباطات سلولی را در رشد جنینی بررسی کردند. سلول ها به عنوان یک وسیله ارتباطی مرکزی از مواد پیام رسان مانند فاکتورهای رشد استفاده می کنند که خودشان تولید و ترشح می کنند. این مواد سپس توسط سلول های دیگر دریافت می شوند و تخصص آنها را کنترل می کنند. اگر محققان فاکتور رشدی را که برای رشد سلولی مهم بود حذف کنند، سلول ها دیگر قادر به تبدیل شدن به سلول های پیش ساز مثانه میوه حتی در حضور مقادیر بالای GATA نبودند. با این حال، هر چه سلول‌ها فاکتور رشد بیشتری دریافت کنند، سلول‌های پیش‌ساز مثانه میوه نیز رشد می‌کنند. بنابراین توانایی آنها برای تقسیم به نسبت های مناسب دو نوع سلول علیرغم اختلالات از بین رفت. بنابراین سلول های بنیادی باید با یکدیگر ارتباط برقرار کنند تا تصمیم درست بگیرند.

“ارتباطات در توسعه سلولی مانند کار در یک تیم است. اگر اعضا بدون مشورت با یکدیگر وظایفی را انتخاب کنند، برخی کارها دو بار انجام می شود و برخی دیگر اصلا انجام نمی شود. از سوی دیگر، تیمی که به خوبی ارتباط برقرار می کند، می تواند مشکلاتی را که پیش می آید و کریستین شروتر می گوید: حتی پروژه های پیچیده را با اطمینان و کارآمدی کامل کنید. بنابراین این فقط وضعیت تک تک سلول ها نیست که در مورد ایمان آن تصمیم می گیرد، بلکه ارتباط عملکردی با سلول های دیگر است.

منبع داستان:

مواد ارائه شده توسط موسسه فیزیولوژی مولکولی ماکس پلانک. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.