به گزارش زیستنا به نقل از Phys.org، پژوهشگران انستیتو کارولینسکا و دانشگاه ییل در ایالات‌متحده کشف کرده‌اند که سلول‌های بنیادی چگونه هم‌زمان با تطبیق دادن بیان ژن‌هایشان برای تمایز رفتار می‌کنند. این مطالعه در مجله Nature Cell Biology منتشر شده است.
پوست برای محافظت از بدن ما در مقابل آسیب‌های خارجی مانند مصدومیت، میکروب‌ها و تشعشع ضروری است. این عملکرد محافظتی پوست با تلاش خستگی‌ناپذیر سلول‌های بنیادی مقیم در پوست به دست می‌آید. در طی حیات ما این سلول‌های از یک‌سو خود نوزایی (Self-renew) دارند؛ یعنی سلول‌های بنیادی ایجاد می‌کنند و از سوی دیگر سلول‌هایی را می‌سازند که تمایز می‌یابند و سلول‌های تخصصی تولید می‌کنند.
سلول‌های بنیادی پوست که در اپیدرم ساکن هستند سلول‌هایی دختری را ایجاد می‌کنند که در نهایت به سلول‌های محافظ تخصصی (Specialized Barrier Cells) تبدیل می‌شوند و پوست محافظت‌کننده و ضد آب ما را می‌سازند. پیش‌ازاین تصور می‌شد که این فرآیند نوسازی پوست به چندین نوع از جمعیت سلول‌های بنیادی با توانایی‌های بلندمدت و کوتاه‌مدت برای تولید سلول‌های دختری جدید وابسته است.
بااین‌وجود، مطالعه حاضر نشان داد که این جمعیت‌های مختلف، تصاویری لحظه‌ای از فرآیند تمایزی تدریجی هستند که در آن جمعیت منفردی از سلول‌های بنیادی و سلول‌های دختری در حال تمایز آن‌ها به‌طور انعطاف‌پذیری با نیازهای موضعی سازگار می‌شوند. به‌عبارت‌دیگر سلول‌های بنیادی در پاسخ به محیط‌ها و نیازهای مختلف، به‌سرعت سلول‌های دختر تخصصی بیشتر یا کمتری را ایجاد می‌کنند که به شکل حیرت‌آوری آن‌گونه که پیش‌ازاین تصور می‌شد با خروج از چرخه سلولی همراه نیست.
نکته مهم آن است که تغییرات در چنین رفتارهای سلولی مسبب ایجاد فهرست گسترده‌ای از بیماری‌ها مانند سرطان (افزایش خود نوزایی سلول‌های بنیادی) یا اختلال درترمیم زخم وابسته به سن (کاهش فعالیت سلول‌های بنیادی) است؛ بنابراین، اهمیت دارد تا ابتدا دریابیم سلول‌های بنیادی و سلول‌های دختریشان چگونه رفتار می‌کنند و تمایز سلول‌های بنیادی تا چه اندازه سریع می‌تواند رخ دهد.
پژوهشگران انستیتو کارولینسکا و دانشگاه ییل برای پاسخ به این پرسش‌ها با یکدیگر همکاری کردند تا رفتار سلول‌های بنیادی را در زمان وقوع تغییرات بیان ژن مربوط به این رخداد به‌طور هم‌زمان مطالعه کنند. کارل آنوسور (Karl Annusver)، یکی از نویسندگان اول این پژوهش می‌گوید: «با توالی‌یابی هر یک از سلول‌های پوست، ما توانستیم ژن‌هایی را توصیف کنیم که در مراحل مختلف بلوغ پوست فعال یا غیرفعال می‌شوند. این کار برای کشف نوزایی پوست به‌عنوان یک فرآیند تمایز مداوم ضروری بود.» این مطالعه در آزمایشگاه ماریا کاسپر (Maria Kasper)، دانشیار بخش زیست‌شناسی سلولی و مولکولی انجام شده است.
کتی کاکبرن (Katie Cockburn)، نویسنده نخست دیگر این مطالعه و پژوهشگر پسادکتری در آزمایشگاه والنتینا گرکو (Valentina Greco)، استاد ژنتیک در دانشگاه ییل، می‌گوید: «از طریق تصویربرداری زنده مشاهده کردیم که چگونه سلول‌های بنیادی پوست، برای پاسخگویی به محیط‌ها و نیازهای مختلف سلول‌های دختری را با انعطاف‌پذیری ذاتی بر اساس تقاضا ایجاد می‌کنند.»
منبع: Phys.org
Journal Reference:
Herms, Albert, and Philip H. Jones. “Splitting up Differentiation and Cell Cycle Exit.” Nature Cell Biology ۲۴, no. 12 (2022): 1687–۸۸. https://doi.org/10.1038/s41556-022-01022-7.