Hücre Çekirdeği İllüstrasyon

Fiziksel uyaranların iletiminin değişmesi, hücre farklılaşmasında kilit rol oynar.

Tokyo Metropolitan Üniversitesi’nden araştırmacılar, kök hücre çekirdeklerinin süngerimsiliğinin ve yapışkanlığının, özel hücrelere nasıl “farklılaştıklarını” nasıl kontrol ettiğini keşfettiler. Çekirdeğin katı gibi başladığını ancak zamanla daha sıvı hale geldiğini buldular. İç kısımlarına daha az kuvvet iletilir ve hücrelerin belirli bir farklılaşma yoluna girmesine izin verilir. Kök hücrelerin farklılaşma yollarını nasıl seçtikleri ve korudukları tıp bilimi için çok önemli bir soru olmaya devam ediyor.

Kök Hücre Çekirdeklerini Farklılaştırmada Boncukların Hareketi

Farklılaşma sürecinin farklı aşamalarında hücre çekirdeğinin içindeki küçük, atıl bir boncuğun hareketi. Boncukun birkaç gün sonra daha hareketli olduğu açıktır. Kredi: Tokyo Metropolitan Üniversitesi

Biyolojik materyallere ve canlı sistemlere ilişkin anlayışımızın çoğu biyokimyasaldır, çok çeşitli karmaşık kimyasalları birbirine bağlayan karmaşık bir yol haritasıdır. Bununla birlikte, hızla ortaya çıkan mekanobiyoloji alanı, canlı malzemelerin çevreye nasıl tepki verdiğine bakarak farklı bir yaklaşım benimsiyor. fiziksel bir hücrenin içinin ve dışının yumuşaklığı gibi uyaranlar. Bir hücrenin içi gibi karmaşık karışımlar hem süngerimsi, katı benzeri bir karaktere (esneklik) hem de yapışkan, sıvı benzeri bir karaktere (viskozite) sahiptir ve bu da malzemelerin kuvvetlere nasıl tepki verdiğinin daha eksiksiz bir tanımını verir. Bu, viskoelastisite olarak bilinir.

Farklılaşma ile Gelişen Viskoelastik Modül

Hücre farklılaştıkça depolama ve kayıp modülleri değişir. Farklılıkların istatistiksel önemi tabloda belirtilmiştir (daha fazla yıldız, bir değişiklik olma olasılığının daha yüksek olduğu anlamına gelir). Kredi: Tokyo Metropolitan Üniversitesi

Aynısı sadece hücreler için değil, yapıldıkları şeyler için de geçerlidir. Tokyo Metropolitan Üniversitesi’nden Doçent Doktor Hiromi Miyoshi tarafından yönetilen bir ekip, kas, yağ, kemik ve kıkırdak. Çevredeki termal enerjinin etkisi altında kıpırdadıkları görülen çekirdeklere küçük, atıl boncuklar yerleştirdiler. Ekip bu hareketi inceledi ve mikro reoloji olarak bilinen bir yöntem olan çekirdeğin iç kısımlarının viskoelastisitesini ölçtü. Teknik, malzemelerin elastikiyetine ve viskozitesine karşılık gelen depolama ve kayıp modülleri olmak üzere iki miktar verir. Osteoblastlara (kemik hücreleri) farklılaştıkça dikkatlerini çekirdeklere odakladılar. Bu, çekirdeklerin viskoelastisitesinin, insan kök hücrelerinde tüm farklılaşma süreci boyunca ilk kez takip edilmesiydi.

Ekip, hücreler daha farklılaştıkça ve özelleştikçe, çekirdeklerin daha az katı ve daha sıvı benzeri hale geldiğini keşfetti. Katı bir madde topu dürtüldüğünde, kuvvet doğrudan çekirdeğine iletilir. Elastikten daha viskoz olduğunda durum böyle değildir. Daha akışkan hale geldikçe, çekirdek farklılaştıkça dış kuvvetlere karşı daha az duyarlı hale gelir, seçtiği farklılaşma yoluna gitgide daha fazla bağlı kalır, plastisite (değişime yanıt verme) ve homeostaz (değişime karşı direnç) arasında bir denge kurar. değişiklik). dağılımına bakıldığında DNA çekirdekte, çekirdeklerin viskoelastik yapısındaki değişikliğin çoğunun, DNA ve proteinlerden oluşan çok bileşenli yapılar olan kromatin kümelenmesiyle ilgili olduğunu keşfettiler.

Uzun bir süre boyunca, kromatin kümelenmesinin, belirli genlerin baskılanmasıyla ilgili her şeye sahip olduğuna inanılıyordu. Kromatin içindeki DNA, proteinlerin sentezi için talimat kitapçığıdır; kromatinin yoğunlaşması, sayfaları okunamaz hale getirmek için birbirine yapıştırmaya benzer. Şimdi, ekibin bulguları, çekirdeğin dış güçlere ne kadar duyarlı olduğunu, özellikle de belirli bir farklılaşma yoluna bağlanabilmesini sağlamak için dikkatli bir şekilde ayarlayarak, tamamen farklı bir amaca hizmet ettiğini gösteriyor. Bulguları, insan vücudunun çoğunun gelişimini destekleyen büyüleyici bir sistemin karmaşık işleyişini anlamada bir kilometre taşıdır.

Referans: Kojiro Matsushita, Chiharu Nakahara, Shun Kimura, Naoya Sakamoto, Satoshi Ii ve Hiromi Miyoshi, “İnsan mezenkimal kök hücrelerinin osteoblastik farklılaşması sırasında intranükleer mezo ölçekli viskoelastik değişiklikler”, 25 Kasım 2021, FASEB Dergisi.
DOI: 10.1096/fj.202100536RR

Bu çalışma, JSPS KAKENHI Hibe Numarası JP18H03521, AMED PRIME (18gm5810012h9904), Tokyo Büyükşehir Hükümeti İleri Araştırma Hibe Numarası R2-2 ve Tokyo Metropolitan Üniversitesi Sistem Tasarımı Fakültesi’nden Araştırma için Yardım Hibesi tarafından desteklenmiştir.





#Hücre #Çekirdeklerinin #Süngerliğini #Değiştirmek #Geleceklerine #Karar #Vermelerine #Yardımcı #Oluyor