Geni določajo specializacijo matičnih celic

Določene vrste matičnih celic "izberejo" specializacijo osebe.

Celične strukture organizma se postopoma starajo in odmirajo, nadomestijo pa jih nove celice. Ta mehanizem je značilen za skoraj vse organe in tkiva. Strukture so obnovljene zahvaljujoč rezervi izvornih celic . V telesu odraslega človeka dnevno nastane petsto milijard novih krvnih celic: eritrocitov, limfocitov, trombocitov (krvnih ploščic).

Med procesom delitve krvnih celic posamezne hčerinske strukture še naprej opravljajo vlogo izvornih celic, da ohranijo svoje število, ostale pa se spremenijo v krvne celice. Ta transformacija poteka v stopnjah in vsaka primarna matična celica je sposobna tvoriti nekaj krvnih celic. Od česa je odvisna izbira celične transformacije in ali imajo matične celice specializacijo?

Pri tem je pomembna analiza »dedne predispozicije« določenih struktur. Tako je za vsako posamezno celico treba najti njene "prednike" - torej prejšnje celice in "prejšnje prejšnje celice": sestaviti tako imenovano celično "rodoslovno drevo". V ta namen se z metodami genskega inženiringa v celično DNK vstavi posebna genska oznaka, ki jo omogoča nadaljnje opazovanje v celični populaciji. In to ne sme biti le oznaka, temveč jo je treba spreminjati na vsaki stopnji delitve.

Za tovrstne projekte se zanimajo znanstveniki iz številnih raziskovalnih laboratorijev, med njimi Massachusetts Institute of Technology, Dana-Farber Cancer Research Institute itd.

Pred časom so znanstveniki ugotovili, da je naravni genetski marker, ki lahko razlikuje med generacijami celic, mitohondrijska DNK. V njem se pogosto pojavljajo mutacije, ki jih je relativno enostavno izslediti, za razliko od DNK jedra.

Do danes obstaja veliko načinov opazovanja katere koli strukture. Raziskovalcem je že uspelo sestaviti genealoške sezname številnih človeških krvnih celic. Ugotovljeno je bilo, da izvorne celice zdravih mladih moških tvorijo krvne strukture z enako stopnjo specializacije. Vendar pa obstajajo tudi nekatere matične celice, ki raje tvorijo eno samo vrsto celic - na primer, lahko so rdeče krvne celice ali eozinofili. Ta preferenca je relativno stabilna in se prenaša skozi generacije.

Kaj se zgodi, ko se starostne spremembe povečajo? Posamezne skupine matičnih celic začnejo prevladovati nad drugimi, kar postopoma vodi v zmanjševanje raznolikosti skupnih celičnih skupin. Natančen mehanizem tega pojava še ni popolnoma razumljen.

Znanstveniki so se naučili izslediti dedno zgodovino celičnih struktur, opaziti spremembe v genski aktivnosti skozi generacije. Verjetno je takšen pojav uporaben ne samo za krvne celice, ampak tudi za druge celice človeškega telesa.

Za splošne informacije o študiji glejte revijo Nature