الخلية: تكشف كيف تحمي الأنسجة الحمض النووي من التلف تحت الضغط الميكانيكي

في الحياة اليومية ، تتمدد أنسجتنا ، مثل الجلد والعضلات ، وتمتد وتضغط دون الإضرار بالخلايا أو الحمض النووي. اكتشف فريق من الباحثين بقيادة معهد ماكس بلانك لمعهد بيولوجيا الشيخوخة ومجموعة التميز CECAD في جامعة كولونيا وسارة ويكستروم في معهد علوم الحياة في جامعة هلسنكي الآليات التي تحمي بها الخلايا نفسها من هذه الضغوط ، بما في ذلك النواة تتحول وتلين المادة الوراثية نفسها.

حماية الشفرة الوراثية في حمضنا النووي أمر حيوي لصحة الإنسان. يمكن أن تسبب طفرات الحمض النووي مجموعة متنوعة من الأمراض ، مثل اضطرابات النمو أو السرطان. قالت كبيرة العلماء في الدراسة ، ميشيل نافا: 0010010 quot ، تحتوي معظم أنسجتنا على خلايا جذعية محددة للأنسجة ، وهي نوع من الخلايا طويلة العمر التي تعتبر وظيفتها حاسمة لوظيفة الأنسجة والحفاظ عليها. نظرًا لعمرها الطويل ، فهي محمية بشكل فعال ولا يتأثر جينوم هذه الخلايا بالطفرات التي تمنع السرطان والأمراض الأخرى ، وهو أمر مهم جدًا. نحن نعرف بالفعل الكثير عن دور المواد الكيميائية والإشعاع في التسبب في تلف الحمض النووي ، ولكن كيف تتسبب القوة الميكانيكية في إتلاف الحمض النووي ، وما هي الآلية الموجودة لحماية خلايانا من مثل هذا الضرر ، حتى الآن لا نعرف. 0010010 quot؛

مصدر الصورة: خلية

لدراسة كيف يستجيب الحمض النووي في الخلايا الجذعية للتشوه الميكانيكي ، استخدم Nava و Miroshnikova وزملاؤه جهازًا ميكانيكيًا خاصًا يعرض الجلد والخلايا الجذعية العضلية للتمدد الميكانيكي على غرار ما حدث في حالات الأنسجة. بسبب التمدد ، يتم إعادة تنظيم النواة والحمض النووي ، وفي الوقت نفسه ، تتغير خصائصها الميكانيكية وتصبح أكثر ليونة. 0010010 quot ؛ يمكننا تغيير الخصائص الميكانيكية للحمض النووي عن طريق تطبيق القوة الميكانيكية على الخلايا الجذعية. هذا الاكتشاف مثير. والأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أنه إذا منعنا هذا التغيير من خلال التجارب ، فسوف تتلف الخلايا الجذعية الآن بواسطة الحمض النووي ، مما يدل على أننا اكتشفنا آلية حماية مهمة. 0010010 quot ؛ قالت Yekaterina Miroshnikova أنها قادت الدراسة مع نافا وميروسنيكوفا.

يوجه نفسه في اتجاه القوة

عند دراسة الآلية الخلوية للخلايا الجذعية بعمق 0010010 # 39 ؛ ردا على التمدد ، وجدت Nava و Miroshnikova وزملاؤها أنه إذا تعرضوا للتمدد الميكانيكي لفترة أطول من الزمن ، فإن الأنسجة بأكملها ستتحرك في اتجاه القوة. يمنع هذا التموضع على نطاق الأنسجة تشوه النواة وحمضها النووي ويعيدها إلى حالتها الأصلية. وبالتالي يصبح هذا التوجه على مستوى الأنسجة حماية ميكانيكية طويلة المدى.

وأخيرًا ، لاحظ الباحثون أيضًا أنه بسبب الاختلافات في مستويات البروتينات النووية الرئيسية ، تكون الخلايا السرطانية أقل حساسية للتمدد الميكانيكي من الخلايا الجذعية السليمة. قالت سارة ويكستروم: 0010010 quot ، ومن المثير للاهتمام أن السمتين الجوهريتين اللتين تحددان السرطان هما عدم استقرارهما الجيني ، أي الاكتساب المتكرر لطفرات جديدة وعدم حساسيتها للتحكم في الإشارة الخارجية. الهدف الرئيسي لمختبرنا في المستقبل هو فهم كيف يمكن أن تؤدي العيوب في هذا المسار المكتشف حديثًا إلى تعزيز تكوين السرطان ، وكيف يمكن للسرطان استخدام هذه الآليات للهروب من آليات التحكم في الأنسجة. 0010010 quot؛