به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، تیمی از دانشمندان بین‌المللی به رهبری Gioele La Manno، برای اولین بار مشخص کردند که یکی از عوامل داخلی تعیین سرنوشت یک سلول تولید لیپید است. این محققان مطالعه خود را در Science منتشر کردند. محققان با کار بر روی فیبروبلاست‌های پوست، دو تکنیک را برای مرتب‌سازی سلول‌ها در پروفایل‌های تولیدکننده چربی ترکیب کردند. آن‌ها از تصویربرداری طیف سنجی جرمی با وضوح بالا استفاده کردند که به آن‌ها اجازه می‌داد توزیع لیپید خاص را در داخل هر سلول تجسم کنند و توالی mRNA تک سلولی را تعیین کنند.
سلول‌های انسانی هزاران لیپید تولید می‌کنند که در طول تمایز سلولی تغییر می‌کنند و می‌توانند در سلول‌های فردی از همان نوع متفاوت باشند. با این حال، در اینجا، محققین لیپیدوم‌ها و رونوشت‌های فیبروبلاست‌های پوستی انسان را با جفت کردن تصویربرداری طیف‌سنجی جرمی با وضوح بالا با رونوشت‌شناسی تک سلولی اندازه‌گیری کردند.
مطالعه حاضر نشان داد که تغییرات سلول به سلول مسیرهای متابولیک لیپید خاص به ایجاد حالات سلولی درگیر در سازماندهی معماری پوست کمک می‌کند. ترکیب اسفنگولیپید برای تعریف زیرجمعیت‌های فیبروبلاست، با سیم کشی مجدد متابولیک اسفنگولیپید، انتقال حالت سلولی را نشان می‌دهد. بنابراین، ناهمگونی لیپید سلول به سلول بر تعیین حالات سلولی تأثیر می‌گذارد و یک مؤلفه تنظیم‌کننده جدید به خودسازماندهی سیستم‌های چند سلولی اضافه می‌کند.
اولین چیزی که این مطالعه نشان داد این بود که فیبروبلاست‌های پوستی می‌توانند چندین گروه لیپیدی یا حالت‌های ترکیبی لیپیدی را نشان دهند که محققان به آن‌ها لیپوتیپ می‌گویند. مشخص شد که هر لیپوتیپ با زیرجمعیت‌های رونویسی خاص در شرایط آزمایشگاهی و فیبروبلاست‌های لایه‌های مختلف پوست در داخل بدن مطابقت دارد.
اکنون سوال این بود که از چه مارکرهایی می‌توان برای شناسایی لیپوتیپ‌های مختلف استفاده کرد. با توجه به ارتباط آن‌ها با گروه‌های رونویسی فیبروبلاست‌ها، محققان به جداسازی مسیرهای متابولیکی که می‌تواند دلیل این ارتباط باشد، پرداختند. آن‌ها دریافتند که نشانگرهای اصلی حالت‌های مختلف ترکیب چربی، خانواده‌ای از مولکول‌های چربی به نام اسفنگولیپید هستند. اسفنگولیپیدها در ارتباط سلول به سلول و همچنین محافظت از سطح بیرونی سلول با ایجاد موانعی بر روی غشای آن نقش دارند.
در این مرحله، محققان کشف کردند که لیپوتیپ‌های مختلف بر پاسخ‌های متفاوتی که سلول‌ها به محرک‌های خارجی از ریزمحیط خود دارند، تأثیر می‌گذارند که آن‌ها را به سرنوشت سلول‌های مختلف سوق می‌دهد، حتی اگر دو سلول اصلی یکسان باشند. در واقع، محققان دریافتند، می‌توان به سادگی با دستکاری ترکیب اسفنگولیپیدی، سرنوشت یک سلول را دوباره برنامه ریزی کرد. در مرحله آخر مطالعه، تیم دریافت که ترکیب لیپید و مسیرهای سیگنالینگ در مدارهای خودپایدار سیم‌کشی می‌شوند و این مدارها هستند که تفاوت‌های بین متابولیسم و رونویسی ژن را در بین فیبروبلاست‌ها توضیح می‌دهند. مولکول کلیدی در اینجا فاکتور رشد فیبروبلاست یا FGF2 است. در زمینه این مطالعه، اسفنگولیپیدها برای تنظیم سیگنالینگ FGF2 با استفاده از دو نوع مختلف اسفنگولیپید به عنوان تنظیم کننده‌های منفی استفاده شدند. یک رابطه غیرمنتظره بین لیپیدوم‌ها و رونوشت‌ها در سلول‌های جداگانه شناسایی شده که بازسازی لیپیدوم می‌تواند به عنوان یک محرک اولیه در ایجاد هویت سلولی عمل کند و پیروی از مسیرهای متابولیک لیپید سلول‌های منفرد می‌تواند این پتانسیل را داشته باشد که اطلاعاتی در مورد مکانیسم‌های کلیدی تصمیم‌گیری درباره سرنوشت سلول بدهد.
پایان مطلب/
لینک منبع: 
DOI: 10.1126/science.abh1623