Gene bestimmen die Spezialisierung von Stammzellen
Zuletzt überprüft: 07.06.2024
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Bestimmte Arten von Stammzellen „wählen“ die Spezialisierung einer Person.
Die Zellstrukturen des Organismus altern nach und nach, sterben ab und werden durch neue Zellen ersetzt. Dieser Mechanismus ist für fast alle Organe und Gewebe charakteristisch. Dank der Stammzellreserve werden Strukturen erneuert . Im erwachsenen menschlichen Körper werden täglich fünfhundert Milliarden neue Blutzellen gebildet: Erythrozyten, Lymphozyten, Blutplättchen (Blutplättchen).
Während des Prozesses der Blutzellteilung erfüllen einzelne Tochterstrukturen weiterhin die Rolle von Stammzellen, um ihre Anzahl aufrechtzuerhalten, und der Rest wird in Blutzellen umgewandelt. Diese Transformation erfolgt stufenweise und jede primäre Stammzelle ist in der Lage, Blutzellen zu bilden. Wovon hängt die Wahl der Zelltransformation ab und haben Stammzellen eine Spezialisierung?
Hier ist es wichtig, die „erbliche Veranlagung“ bestimmter Strukturen zu analysieren. Daher ist es für jede einzelne Zelle notwendig, ihre „Vorfahren“ – also Vorgängerzellen und „vorherige Vorgängerzellen“ – zu finden: um einen sogenannten zellulären „Stammbaum“ zu erstellen. Zu diesem Zweck wird mit gentechnischen Methoden ein spezieller Gen-Tag in die zelluläre DNA eingefügt, der eine weitere Beobachtung in der Zellpopulation ermöglicht. Und es sollte nicht nur ein Etikett sein, es sollte in jeder Phase der Teilung geändert werden.
An solchen Projekten sind Wissenschaftler vieler Forschungslabore interessiert, darunter das Massachusetts Institute of Technology, das Dana-Farber Cancer Research Institute usw.
Vor einiger Zeit stellten Wissenschaftler fest, dass der natürliche genetische Marker, der Zellgenerationen unterscheiden kann, die mitochondriale DNA ist. Mutationen kommen darin häufig vor und sind im Gegensatz zur DNA des Zellkerns relativ leicht aufzuspüren.
Heutzutage gibt es viele Möglichkeiten, eine Struktur zu beobachten. Forscher konnten bereits genealogische Listen vieler menschlicher Blutzellen erstellen. Es wurde festgestellt, dass Stammzellen gesunder junger Männer Blutstrukturen mit dem gleichen Spezialisierungsgrad bilden. Es gibt jedoch auch einige Stammzellen, die es vorziehen, einen einzigen Zelltyp zu bilden – beispielsweise könnten es rote Blutkörperchen oder Eosinophile sein. Diese Präferenz ist relativ stabil und wird über Generationen weitergegeben.
Was passiert, wenn altersbedingte Veränderungen zunehmen? Einzelne Stammzellgruppen beginnen gegenüber anderen zu dominieren, was nach und nach zu einem Rückgang der Vielfalt gemeinsamer Zellgruppen führt. Der genaue Mechanismus dieses Phänomens ist noch nicht vollständig geklärt.
Wissenschaftler haben gelernt, die Erbgeschichte zellulärer Strukturen zu verfolgen und Veränderungen in der Genaktivität über Generationen hinweg festzustellen. Vermutlich ist ein solches Phänomen nicht nur auf Blutzellen, sondern auch auf andere Zellen des menschlichen Körpers anwendbar.
Allgemeine Informationen zur Studie finden Sie in der Zeitschrift Nature