Geni določajo specializacijo matičnih celic

Nekatere vrste matičnih celic "izberejo" človekovo specializacijo.

Celične strukture organizma postopoma starajo in umrejo, nadomeščajo jih nove celice. Ta mehanizem je značilen za skoraj vse organe in tkiva. Strukture se obnavljajo, zahvaljujoč rezervi matičnih celic. Petsto milijard novih krvnih celic se nastajajo dnevno v človeškem telesu odraslih: eritrociti, limfociti, trombociti (krvne plošče).

Med postopkom delitve krvnih celic posamezne hčerinske strukture še naprej izpolnjujejo vlogo matičnih celic, da ohranijo svoje število, preostale pa se pretvorijo v krvne celice. Ta transformacija se pojavi v fazah in vsaka primarna matična celica lahko tvori nekaj krvnih celic. Od česa je odvisna izbira celične transformacije in ali imajo matične celice specializacijo?

Tu je pomembno analizirati "dedno nagnjenost" nekaterih struktur. Zato je za vsako posamezno celico najti svoje "prednike" - to je prejšnje celice in "prejšnje prejšnje celice": sestaviti tako imenovano celično "genealoško drevo". V ta namen se v celično DNK vstavi posebna genska oznaka, kar omogoča nadaljnje opazovanje v celični populaciji. In to ne bi smelo biti samo oznaka, ampak jo je treba spremeniti v vsaki fazi delitve.

Znanstveniki iz številnih raziskovalnih laboratorijev, vključno z Massachusetts Institute of Technology, Dana-Farber Raziskovalni inštitut itd.

Pred časom so znanstveniki ugotovili, da je naravni genetski marker, ki lahko loči med generacijami celic, mitohondrijska DNK. Mutacije se v njem pojavljajo pogosto in jih je razmeroma enostavno izslediti, za razliko od DNK jedra.

Do danes obstaja veliko načinov za opazovanje katere koli strukture. Raziskovalci so že uspeli sestaviti genealoške sezname številnih človeških krvnih celic. Ugotovljeno je bilo, da matične celice zdravih mladih samcev tvorijo krvne strukture z enako stopnjo specializacije. Vendar pa obstajajo tudi nekatere matične celice, ki raje tvorijo en sam celični tip - na primer, to bi lahko bile rdeče krvne celice ali eozinofili. Ta prednost je razmeroma stabilna in se prenaša skozi generacije.

Kaj se zgodi, ko se spremembe, povezane s starostjo, povečujejo? Posamezne skupine matičnih celic začnejo prevladovati nad drugimi, kar postopoma vodi do zmanjšanja raznolikosti skupnih celičnih skupin. Natančen mehanizem tega pojava še ni popolnoma razumljiv.

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

Za splošne informacije o študiji glejte revije Nature