Induzierte pluripotente Stammzellen können sich zu jeder Art von Zelle im Körper oder bleiben in Ihrer ursprünglichen form. In der aktuellen Ausgabe von „Molecular Cell“, Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München beschreiben, wie Zellen entscheiden, welche von diesen zwei Richtungen nehmen. Während Ihrer Forschung, Sie identifizierten ein protein und Ribonukleinsäure (RNA) spielen eine sehr wichtige Rolle in diesem Prozess. Ihre Entdeckung ermöglicht auch ein besseres Verständnis der amyotrophen Lateralsklerose (ALS), eine fortschreitende neurologische Erkrankung, die Auswirkungen auf Motorische Neuronen.
Dank Ihrer Fähigkeit, sich zu verwandeln, sich in jede Art von Zelle im Körper, induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) könnten einen wichtigen Beitrag zur regenerativen Medizin. Zur Erzeugung von künstlichen beta-Zellen für die Behandlung von Typ-1-diabetes, zum Beispiel, ist es wichtig, die Mechanismen zu verstehen, die zugrunde liegen-Zell-Differenzierung. Zusammen mit seinem team, Dr. Micha Drukker vom Institut für Stammzellforschung (ISF) am Helmholtz Zentrum München, hat nun gezeigt, wie solche Prozesse gesteuert werden, auf der molekularen Ebene. Es begann alles mit einer Struktur im Zellkern, die visualisiert wurde mit Hilfe der Fluoreszenz-Mikroskopie.
Zwei wesentliche Faktoren in den Zellkern
„Wir haben bemerkt, dass die nukleare Domänen namens paraspeckles treten nicht in iPS-Zellen, sind aber schnell bildete sich während der Differenzierung Prozess, unabhängig von der Art der Zelle, die wir erstellt haben“, sagt Dr. Miha Modic, wer war ein Mitglied von Dr. Drukker-Arbeitsgruppe. Drukker und Modic die Hypothese aufgestellt, dass dieses Phänomen wurde im Zusammenhang mit der Fähigkeit von Stammzellen zur Differenzierung in Körperzellen. Zusammen mit Prof. Jernej Ule vom University College London und Markus Grosch, ein Ph. D.-student in Dr. Drukker, die Gruppe, die Forscher entdeckt, Schlüssel-Moleküle in den Zellkern, orchestrieren das Aussehen von paraspeckles und wie Sie regulieren die Differenzierung.
„Zwei Faktoren spielen eine wichtige Rolle bei der Entscheidung, ob Zellen differenzieren oder bleiben pluripotent“, sagt Drukker. „Wir identifizierten NEAT1, eine Ribonukleinsäure (RNA) und TDP-43-protein bindet an die RNA.“ NEAT1 existiert in zwei Formen. Die kurze form wird stabilisiert durch TDP-43, und in diesem Fall, keine paraspeckles entwickeln. Bleibt die Zelle pluripotent, und wird nicht verändert. Umgekehrt, ein Rückgang TDP-43 schafft die lange form NEAT1. Paraspeckles gebildet werden, und eine iPS-Zelle beginnt sich zu differenzieren. Modic fügt hinzu: „Diese Regelung kann allgemein für Stammzellen, eine Wahl zu treffen, wenn zu differenzieren.“
Modic sagt, „Dr. Silvia Schirge und Prof. Heiko Lickert vom Institut für Diabetes und Regeneration Forschung (IDR) hat uns geholfen zu zeigen, dass paraspeckles sind auch entscheidend für eine effiziente Differenzierung während der murinen Embryonalentwicklung. Zusammen, Ihre Studie stellt einen Durchbruch im Verständnis der Prozesse der Differenzierung und Entwicklung.
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