انجمن سلول های بنیادی و پزشکی بازساختی دانشگاه شاهد
محققان مؤسسه Hubrecht و موسسه Max Planck فاش كردند كه چگونه پروتئین اساسی به فعال شدن DNA ژنومی هنگام تبدیل سلولهای انسانی منظم بالغ به سلولهای بنیادی كمك می كند. یافته های آنها در Biophysical Journal منتشر شده است.
هویت سلول بر اساس اینکه DNA در هر زمان “خوانده می شود” یا “خوانده نمی شود” هدایت می شود . سیگنالینگ در سلول برای شروع یا متوقف کردن مطالعه DNA از طریق پروتئین هایی به نام فاکتورهای رونویسی اتفاق می افتد. تغییرات هویت در پی توسعه به عنوان انتقال سلولها از یک سلول مشخص نشده به یک نوع سلول خاص ، بطور طبیعی اتفاق می افتد. همانطور که معلوم است ، این انتقال ها نیز قابل برگشت هستند. در سال ۲۰۱۲ ، به محققان ژاپنی جایزه نوبل اعطا شد زیرا اولین کسی بود که یک سلول منظم پوست را به عقب به سمت یک سلول بنیادی سوق داد.
تاکنون معلوم نیست که دقیقاً ، در مقیاس مولکولی ، تبدیل یک سلول پوستی به سلول بنیادی چگونه صورت می گیرد. Vlad Cojocaru ، رهبر تحقیقات ، دکترای مؤسسه Hubrecht گفت : ” اگر بخواهیم چنین سلولهایی را برای بیماران انفرادی در آینده به روشی مطمئن و کارآمد تولید کنیم ، درک کامل فرایندها با جزئیات اتمی ضروری است.” “اعتقاد بر این است که چنین سلولهای مهندسی شده ممکن است در آینده بخشی از راه حل بیماریهایی مانند آلزایمر و پارکینسون باشند ، اما روند تولید باید کارآمدتر و قابل پیش بینی تر شود.”
فاکتور رونویسی پیشگام :
یکی از اصلی ترین پروتئین های دخیل در تولید سلول های بنیادی یک فاکتور رونویسی به نام Oct4 است. این بیان ژن یا فعالیت پروتئین هایی را که سلول بالغ را در سلول بنیادی تنظیم می کنند ، القا می کند. این ژن های ایجاد شده در سلول های بالغ غیرفعال هستند و در حالت های بسته و بسته شده کروماتین بسته بندی می شوند ، ساختاری که DNA را در هسته سلول ذخیره می کند. Oct4 به باز شدن کروماتین کمک می کند تا بتواند بیان ژن ها را انجام دهد. به همین منظور ، Oct4 به عنوان یک فاکتور رونویسی پیشگام شناخته می شود.
اطلاعات دكتر Cojocaru و Jan Huertas نامزد و اولین نویسنده این نشریه ، نشان می دهد که چگونه Oct4 به DNA در هسته ها ، ساختارهای هسته ای تکراری در کروماتین متصل می شود. دکتر Cojocaru توضیح داد : “ما Oct4 را در تنظیمات مختلف مدل کردیم.” وی گفت: “این مولکول از دو حوزه تشکیل شده است که تنها یکی از آنها قادر است به یک توالی DNA خاص در هسته در این مرحله از فرآیند متصل شود. با شبیه سازی های خود ، متوجه شدیم که کدام یک از این تنظیمات پایدار است و چگونه دینامیک نوکلئوزوم ها تأثیر می گذارد که Oct4 اتصال یابد. این مدل ها توسط آزمایشات انجام شده توسط همکاران ما Caitlin MacCarthy و Hans Scholer در Munster انجام شد. ”
یک قدم به عوامل مهندسی نزدیک تر :
این اولین بار است که شبیه سازی های کامپیوتری نشان می دهد که چگونه یک عامل رونویسی پیشگام برای باز کردن کروماتین و تنظیم بیان ژن به نوکلئوزوم ها متصل می شود. دکتر Cojocaru گفت: “رویکرد محاسباتی ما برای به دست آوردن مدل های Oct4 همچنین می تواند برای غربالگری سایر فاکتورهای رونویسی و یافتن چگونگی اتصال آنها به نوکلئوزوم ها استفاده شود.”
حالا این تیم می خواهد مدلهای فعلی Oct4 را اصلاح کند تا یک ساختار نهایی برای مجتمع هسته ای Oct4 ارائه کند.
دکتر Cojocaru گفت: “تقریباً 15 سال است که می دانیم که Oct4 به همراه سه عامل پیشگام دیگر سلول های بالغ را به سلولهای بنیادی تبدیل می کند. با این حال ، ما هنوز نمی دانیم که چگونه آنها پیش می روند. ” ” تعیین ساختار تجربی برای چنین سیستمی بسیار پرهزینه و وقت گیر است. ما با استفاده از شبیه سازی های رایانه ای و آزمایش های مختلف آزمایشگاهی ، یک مدل نهایی برای اتصال Oct4 به هسته به دست آورده ایم. امیدوارم که مدل نهایی ما این فرصت را به ما بدهد که بتوانیم فاکتورهای رونویسی پیشگام را برای تولید کارآمد و مطمئن سلولهای بنیادی و سایر سلولهای مورد نیاز در پزشکی احیا کنند.
فاکتور رونویسی پیشگام Oct4 (آبی) به هسته متصل می شود (مجموعه ای از پروتئین ها (سبز) و DNA (نارنجی) پیچیده شده در اطراف این پروتئین ها)
منبع : http://www.stemcellportal.com
