Kivégző fehérjék szabályozzák az őssejteket

Az őssejtek azért különlegesek, mert sokféle sejttípus és szövet kialakulhat belőlük. Egy kutatásból most az is kiderült, hogyan aktiválják génjeiket, hogy megindítsák az új szövetek kialakulását. A kutatók egy meghökkentően új mechanizmust fedeztek fel: az őssejtek elvágják, majd újra kijavítják saját DNS-üket, ezzel indítják be a szövetképződést.

Az ember testi sejtjei 46 darab, kromoszómákba tömörülő DNS-szálat tartalmaznak, ezekben van kódolva az összes genetikai információnk (nem számítva a mitokondriális géneket). Bizonyos vegyületek és az ultraibolya sugárzás darabokra törheti ezeket a szálakat. Ezt a folyamatot hagyományosan károsnak tekintik, amely - gyors javítás hiányában - sejthalálhoz vagy olyan betegségek kialakulásához vezethet, mint a rosszindulatú daganatok. Kanadai kutatók elsőként mutatták ki, hogy az őssejtek szándékosan elvágják, majd kijavítják a DNS-üket annak a mechanizmusnak a részeként, amellyel aktiválják génjeiket, hogy új szöveteket hozzanak létre.

A Lynn Megeney által vezetett kutatások azzal kezdődtek, hogy a kutatók megpróbálták megérteni, hogyan alakulnak ki új izomrostok az őssejtekből. 2002-ben a kutatócsoport fölfedezte, hogy az új izom kialakulásához vezető folyamat valamiképpen kapcsolatban áll egy másik fontos folyamattal, az úgynevezett programozott sejthalállal. A szervezet e folyamat révén szabadul meg a fölösleges, elöregedett sejtektől. Amikor a kutatók blokkolták a sejthalált előidéző egyik kulcsfehérjét, a kaszpáz-3-at, akkor az őssejtek leálltak az új izomrostok létrehozásával.

Ez a fölfedezés nagyon ellentmondásos volt a maga idejében, mondja Megeney, de mostanra több tucat kutatócsoport megerősítette, hogy a "kivégző" fehérjék szabályozzák a legtöbb őssejttípus érési folyamatát. Sokáig megoldhatatlan rejtély volt azonban, miként irányítják a kivégző fehérjék ezt az összetett folyamatot.

Megeney és munkatársai úgy vélik, hogy rájöttek a rejtély nyitjára. Fölfedezték, hogy a kaszpáz-3 különleges hatása összefüggésben áll azzal, hogy képes aktiválni egy másik fehérjét (az úgynevezett kaszpáz aktivált DN-ázt), amely földarabolja a sejt DNS-ét, és amelyet hagyományosan szintén a programozott sejthalállal társítottak. Amikor a kutatók blokkolták e fehérje működését, egyúttal gátolták az izomfejlődést is. Azt is sikerült kimutatniuk, hogy amikor a DNS elvágása egy olyan kulcsgénnél következik be, amelyről ismert, hogy elősegíti az izomfejlődést, akkor ez az elvágás aktiválja ezt a gént, és kiváltja az új izom fejlődését.

"Kutatásaink arra utalnak, hogy amikor egy gén károsodik, ez valójában fokozhatja e gén kifejeződését, feltéve, hogy a károsodást gyorsan kijavítják. Ez eddig ismeretlen, új módja a génaktiválásnak" - állítja Megeney. "Kimutattuk, hogy ez a folyamat döntő fontosságú az új izomszövet kialakulásában, de úgy véljük, hogy a legtöbb más szövet fejlődésében is fontos szerepet tölthet be."

Forrás: PNAS

***

Rovatunk már a Facebookon és a Twitteren keresztül is elérhető, ahol extra tartalmakat is kínálunk.