Cell: Αποκαλύψτε πώς ο ιστός προστατεύει το DNA από ζημιές υπό μηχανική πίεση

Στην καθημερινή ζωή, οι ιστοί μας, όπως το δέρμα και οι μύες, τεντώνονται, τεντώνονται και συμπιέζονται χωρίς να καταστρέφονται τα κύτταρα ή το DNA. Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής το Ινστιτούτο Max Planck Institute for Aging Biology, το CECAD Excellence Group στο Πανεπιστήμιο της Κολωνίας και η Sara Wickstrom στο Ινστιτούτο Επιστημών Ζωής στο Πανεπιστήμιο του Ελσίνκι έχουν τώρα ανακαλύψει τους μηχανισμούς με τους οποίους τα κύτταρα προστατεύονται από αυτές τις πιέσεις, συμπεριλαμβανομένου του πυρήνα Μετασχηματισμός και μαλακώνουν το ίδιο το γενετικό υλικό.

Η προστασία του γενετικού κώδικα στο DNA μας είναι ζωτικής σημασίας για την ανθρώπινη υγεία. Οι μεταλλάξεις του DNA μπορούν να προκαλέσουν μια ποικιλία ασθενειών, όπως αναπτυξιακές διαταραχές ή καρκίνος. Ο επικεφαλής επιστήμονας της μελέτης, Michele Nava, δήλωσε: 0010010 »: Οι περισσότεροι από τους ιστούς μας περιέχουν βλαστικά κύτταρα ειδικά για ιστούς, τα οποία είναι ένας τύπος μακροχρόνιων κυττάρων των οποίων η λειτουργία είναι κρίσιμη για τη λειτουργία και τη συντήρηση των ιστών. Επειδή έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής, προστατεύονται αποτελεσματικά. Το γονιδίωμα αυτών των κυττάρων δεν επηρεάζεται από μεταλλάξεις για την πρόληψη του καρκίνου και άλλων ασθενειών, κάτι που είναι πολύ σημαντικό. Γνωρίζουμε ήδη πολλά για το ρόλο των χημικών ουσιών και της ακτινοβολίας στην πρόκληση βλάβης στο DNA, αλλά πώς η μηχανική δύναμη βλάπτει το DNA και ποιος μηχανισμός υπάρχει για την προστασία των κυττάρων μας από τέτοιες βλάβες, μέχρι στιγμής δεν το γνωρίζουμε. 0010010 quot;

Πηγή εικόνας: Κελί

Για να μελετήσουν πώς το DNA στα βλαστοκύτταρα ανταποκρίνεται στη μηχανική παραμόρφωση, οι Nava, Miroshnikova και συνεργάτες χρησιμοποίησαν μια ειδική μηχανική συσκευή που εκθέτει τα βλαστικά κύτταρα του δέρματος και των μυών σε μηχανικό τέντωμα παρόμοιο με αυτό που βίωσαν στους ιστούς. Λόγω του τεντώματος, ο πυρήνας και το DNA αναδιοργανώνονται και ταυτόχρονα, οι μηχανικές τους ιδιότητες αλλάζουν και γίνονται πιο μαλακές. 0010010 quot; Μπορούμε να αλλάξουμε τις μηχανικές ιδιότητες του DNA εφαρμόζοντας μηχανική δύναμη στα βλαστικά κύτταρα. Αυτή η ανακάλυψη είναι συναρπαστική. Ακόμα πιο εκπληκτικό είναι ότι αν αποτρέψουμε αυτήν την αλλαγή μέσω πειραμάτων, τα βλαστικά κύτταρα θα υποστούν βλάβη τώρα από το DNA, το οποίο δείχνει ότι έχουμε ανακαλύψει έναν σημαντικό μηχανισμό προστασίας. 0010010 »; Η Yekaterina Miroshnikova είπε ότι ηγήθηκε της μελέτης με Nava και Miroshnikova.

Κατευθυνθείτε προς την κατεύθυνση της δύναμης

Όταν μελετάμε βαθιά τον κυτταρικό μηχανισμό των βλαστικών κυττάρων 0010010 # 39; Ανταπόκριση στο τέντωμα, οι Nava, Miroshnikova και συνεργάτες διαπίστωσαν ότι εάν εκτεθούν σε μηχανικό τέντωμα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, ολόκληρος ο ιστός θα κινηθεί προς την κατεύθυνση της δύναμης. Αυτή η τοποθέτηση σε κλίμακα ιστού αποτρέπει την παραμόρφωση του πυρήνα και του DNA του και τα επαναφέρει στην αρχική τους κατάσταση. Αυτός ο προσανατολισμός σε επίπεδο ιστού γίνεται επομένως μια μακροχρόνια μηχανική προστασία.

Τέλος, οι ερευνητές σημείωσαν επίσης ότι λόγω των διαφορών στα επίπεδα των βασικών πυρηνικών πρωτεϊνών, τα καρκινικά κύτταρα είναι λιγότερο ευαίσθητα στο μηχανικό τέντωμα από τα υγιή βλαστικά κύτταρα. Η Sara Wickstrom είπε: 0010010 quot; Είναι ενδιαφέρον ότι τα δύο βασικά χαρακτηριστικά που ορίζουν τον καρκίνο είναι η γενετική τους αστάθεια, δηλαδή η συχνή απόκτηση νέων μεταλλάξεων και η ευαισθησία τους στον έλεγχο του εξωτερικού σήματος. Ένας σημαντικός στόχος για το εργαστήριό μας στο μέλλον Είναι να κατανοήσουμε πώς τα ελαττώματα σε αυτήν την πρόσφατα ανακαλυφθείσα πορεία μπορούν να προωθήσουν το σχηματισμό καρκίνου και πώς ο καρκίνος μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτούς τους μηχανισμούς για να ξεφύγει από τους μηχανισμούς ελέγχου των ιστών. 0010010 quot;