به گزارش بنیان، به نقل از سایت Science Daily، تنها در عرض چند هفته یک ارگانیسم کاملاً جدید از یک سلول تخم بارور شده ایجاد می‌شود. معجزه‌ی واقعی این است که دسته‌ای از سلول‌های بنیادی یکسان به انواع سلول‌های کاملاً متفاوت و تخصصی تبدیل می‌شوند. اکنون یک تیم از محققان توانسته است نشان دهد که تخصص تک تک سلول‌ها در طول رشد جنینی، منحصراً به شانس واگذار نمی‌شود، بلکه توسط ارتباطات سلولی تعیین می‌شود.

سلول‌های بنیادی جنینی، چندتوان هستند. آنها می‌توانند به هر نوع سلولی از موجود زنده تبدیل شوند. قابل ذکر است که در بدن انسان بیش از 200 نوع سلول وجود دارد. هنگامی‌ که سلول‌های بنیادی در مورد یک کار تصمیم گرفتند، دیگر نمی‌توان آنها را از هدف خود منصرف کرد. به نظر می‌رسد که محصول نهایی، بافت‌ها و اندام‌ها، تقریباً همواره یکسان بوده و از نسبت مشخصی از انواع مختلف سلول‌های تخصصی تشکیل شده اند. اما سلول‌ها واقعاً از کجا می‌دانند که می‌خواهند به چه چیزی تبدیل شوند و چه تعداد از آنها واقعاً مجاز به انجام این کار هستند؟

آیا همه چیز وابسته به شانس است؟

یک تنظیم کننده‌‌ی مهم توزیع وظایف، دو فاکتور رونویسی NANOG و GATA هستند که هر دو در ابتدا، در سلول‌های بنیادی تمایز نیافته وجود دارند، ولی به طور اساسی در مراحل ابتدایی رشد تغییر می‌کنند؛ زمانی که سلول‌های بنیادی به دو نوع سلول جدید تبدیل می‌شوند: سلول‌های جنین اولیه، که فقط NANOG در آنها بیان می‌شود و سلول‌های پیش ساز مثانه که منحصراً حامل GATA هستند. تا به حال تصور می‌شد که تصمیم گیری هر سلول به طور تصادفی در مراحل اولیه انجام می‌شود، چیزی شبیه به بازی تاس، با این تفاوت که در اینجا فقط NANOG یا GATA می‌تواند پرتاب شود.

سلول‌ها به طور جمعی تصمیم می‌گیرند.

بر اساس مقاله‌ای که به تازگی، توسط محققان انستیتو ماکس پلانک آلمان در نشریه Development منتشر شده است، کریستین شروتر و تیمش توانستند با استفاده از سلول‌های بنیادی در شرایط آزمایشگاه نشان دهند که تصمیم‌گیری به طور تصادفی و در سطح تک تک سلول‌ها، همانطور که قبلاً فرض می‌شد، صورت نمی‌گیرد، بلکه به طور سراسری و در داخل جامعه‌ی سلولی رخ می‌دهد.

تقلب در بازی تاس سلول‌های بنیادی

این محققان، برای اینکه سرنوشت سلول‌ها را به شانس واگذار نکنند، تاس NANOG-GATA را دستکاری کردند به طوری که GATA بیشتر از NANOG پرتاب ‌شود. به این ترتیب، طبق نظریه‌های پیشین، تعداد سلول‌های پیش ساز مثانه (GATA مثبت) باید زیاد می‌شد. ولی آنها مشاهده کردند که حتی اگر 6 وجه تاس GATA باشد، تعداد این سلول‌ها را نمی‌توان خودسرانه افزایش داد و همچنان، نسبت های مشابهی از دو نوع سلول مختلف، ظاهر می‌شود. بنابراین، در طول تکوین، توزیع وظایف باید به چیزی بیش از شانس وابسته باشد.

تصمیمات به شکل تیمی گرفته می‌شود.

دانشمندان با پیروی از نظریه‌ی خود، نقش ارتباطات سلولی را در رشد جنینی بررسی کردند. سلول‌ها جهت برقراری ارتباط با سایر سلول‌ها از مواد پیام رسان مانند فاکتورهای رشد استفاده می‌کنند که خودشان تولید و ترشح می‌کنند. به عنوان مثال، اگر فاکتور رشدی که برای رشد سلول‌های پیش ساز مثانه مهم است حذف شود، سلول‌ها دیگر قادر به تبدیل شدن به سلول‌های پیش ساز مثانه حتی در حضور مقادیر بالایGATA. با این حال، هر چه سلول‌ها فاکتور رشد بیشتری دریافت کنند، تعدا بیشتری سلول‌های پیش‌ساز مثانه نیز رشد می‌کنند. بنابراین توانایی آنها برای تقسیم به نسبت های متناسب از دو نوع سلول از بین رفت. بنابراین سلول های بنیادی باید با یکدیگر ارتباط برقرار کنند تا بتوانند تصمیم درستی بگیرند. بنابراین این فقط وضعیت فردی سلول نیست که در مورد سرنوشتش تصمیم می‌گیرد، بلکه، ارتباط عملکردی با سلول‌های دیگر است که نقش تعیین کننده دارد.

پایان مطلب/

لینک منبع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/11/211108130842.htm

https://journals.biologists.com/dev/article/148/21/dev199926/273340/Cell-cell-communication-through-FGF4-generates