مکانیسم تمایز سلول های بنیادی انسان کشف شد

سلول های بنیادی انسانی می توانند به هر سلول انسانی تمایز پیدا کنند. اما این فرآیند تمایز زدایی در چندین نمونه بیماری دخیل است.

به گزارش تکناک، اخیرا محققان مکانیسمی را کشف کرده اند که کلید فرآیند تمایز زدایی سلول های بنیادی است و دری را برای توسعه درمان های جدید بیماری باز می کند.

سلول های بنیادی پرتوان انسانی (hPSCs)، قابلیت خود تجدیدی دارند، تمایز می یابند و به انواع سلول های تخصصی و پیشرفته تر در یک فرآیند یک طرفه تبدیل می شوند. علیرغم تلاش های محققان در مطالعات قبلی که مولکول‌ها و ژن‌های سیگنال‌دهنده ای را بررسی می‌کردند که بر این فرآیند تأثیر می‌گذارند، مکانیسم‌های اساسی این فرآیند همچنان نامشخص است.

با این حال، فرآیند دیگری به نام تمایز زدایی وجود دارد که در بازسازی بافت و بیماری هایی مانند سرطان دیده می شود. در فرآیند تمایز زدایی، سلول‌های بنیادی اساساً به صورت معکوس رشد می‌کنند و از حالت بیشتر به حالت کمتر متمایز می‌شوند. اینکه چگونه تمایز زدایی پس از شروع تمایز سلول های بنیادی مسدود می شود، ناشناخته است.

اکنون، تیمی از محققان موسسه POSTECH و UCSB ، فرآیند تمایززدایی و عواملی که آن را هدایت می‌کند را بررسی کرده‌اند. آنها بررسی خود را با نقشه برداری از مکان های شروع رونویسی ژن، که اطلاعات کلیدی در مورد فعالیت ژن ارائه می دهند، شروع کردند.

محققان متوجه شدند که یک فاکتور رونویسی به نام ZBTB12 وجود دارد که در تمایز سلول های بنیادی پرتوان انسانی نقش دارد و این اولین باری است که نشان داده می شود ZBTB12 در فرآیند تمایز نقش دارد. فاکتورهای رونویسی (TFs) در تبدیل (رونویسی) DNA به RNA نقش دارند و برای کنترل فعالیت ژن، حیاتی هستند.

محققان با انجام توالی یابی RNA تک سلولی متوجه شدند که ZBTB12 تمایز زدایی را مهار می کند. سلول های بنیادی پرتوان انسانی با کمبود ZBTB12 به سلول‌های بنیادی اولیه‌تری تمایز پیدا کردند. در این روش، از تمایز آنها به شکل پیشرفته‌تر، جلوگیری شد که همین مسئله تأیید می‌کند که ژن ZBTB12 برای تمایز سلول‌های بنیادی ضروری است.

با داشتن این اطلاعات، محققان متوجه شدند که وجود ZBTB12 در مهار فعالیت رتروویروس H درون زا انسانی (HERVH) ،کلیدی است. رتروویروس‌های درون‌زای انسانی که حدود 8 درصد از ژنوم انسان را تشکیل می‌دهند، «ویروس‌های اولیه ای» هستند که بر روی DNA یافت می‌شوند. آنها بقایایی از عفونت‌های اولیه هستند که در طول میلیون‌ها سال در ژن مولد اولیه پستانداران منتقل می‌شوند.

HERVH یا رتروترانسپوزون، یک گروه بسیار منحصر به فرد از عناصر قابل انتقال است که بیش از 40٪ از ژنوم انسان را تشکیل می دهد. رتروترانسپوزون ها از مکانیزم «کپی و چسباندن» برای کپی کردن DNA به RNA استفاده می کنند و این کار را قبل از اینکه RNA به مکان دیگری در ژنوم بپرد و توسط آنزیمی به نام رونوشت معکوس به DNA کپی شود، انجام می دهد. رتروترانسپوزون ها در بافت های سالم، خاموش می شوند اما در سرطان فعال می شوند.

محققان می گویند که دلیل این مسئله این است که ZBTB12 به عنوان یک مانع مولکولی عمل می کند و از تمایز زدایی سلول های بنیادی پرتوان انسانی جلوگیری می کند. این مسئله در اینده پتانسیل های درمانی دارد.

جیوون جانگ، نویسنده مسئول این مطالعه گفت: مطالعه ما سد مولکولی را شناسایی کرده است که از تمایز زدایی در سلول‌های بنیادی جلوگیری می‌کند و بینشی را در مورد مکانیسم اصلی تمایز سلول‌های بنیادی یک طرفه ارائه می‌دهد. رازی که سالیان سال پابرجا بود. این کشف، مکانیسم نوید قابل توجهی را برای تقویت درک و مدیریت بیماری های مرتبط با سن و سرطان که در آن ها اغلب تمایز زدایی سلولی اتفاق می افتد را به ما می دهد.