Nakatanggap ang mga Biologist ng isang Trigger para sa Cell Extrusion – Ang Proseso para sa Pag-aalis ng Mga Hindi Gustong Cell

IC. Ang mga elegans embryo (berde) ay naglalabas ng isang cell (magenta cell sa gitna ng imahe) habang ang pagbuo ng embryo. Kredito: Larawan sa kabutihang loob ng mga investigator

Ipinapahiwatig ng mga pag-aaral na ang prosesong ito ay nagtanggal ng mga hindi ginustong mga cell at maaaring maiwasan ang kanser.

Sa lahat ng mga hayop, ang pagtanggal ng ilang mga cell ay isang kinakailangang bahagi ng pag-unlad ng embryo. Ang mga nabubuhay na selyula ay natural ding inilabas mula sa mga may sapat na tisyu; halimbawa, ang gastrointestinal tract ay nagbabago tuwing ilang araw.

Ang isang paraan na tinatanggal ng organikong bagay ang mga hindi ginustong mga cell ay isang proseso na tinatawag na pagpilit, na nagpapahintulot sa mga cell na palabasin mula sa nakapaligid na tisyu nang hindi makagambala sa natitirang mga cell. NE Natuklasan ngayon ng mga biologist na ang proseso ay sanhi kapag ang mga cell ay hindi maaaring gayahin ang kanilang sarili DNA sa panahon ng paghahati ng cell.

Natuklasan ng mga mananaliksik ang mekanismong ito sa mga bulate C. mga elegante, at ipinakita nila na ang parehong proseso ay maaaring isagawa ng mga mammalian cells; naniniwala silang ang pagkuha ay maaaring magsilbing mekanismo ng pisyolohikal upang puksain ang mga cancerous o precancerous cell.

“Ang pagkuha ng cell ay isang proseso ng pagtanggal ng cell na ginamit ng iba`t ibang mga sangkap tulad ng mga espongha, insekto at tao,” sabi ni H. Robert Horvitz, David H. Koch Propesor ng Biology sa MIT, miyembro ng McGovern Institute para sa Brain Research at Koch Institute para sa Integrative Cancer Research, mananaliksik sa Howard Hughes Medical Institute, at nangungunang may-akda ng pag-aaral. “Ang pagtuklas na ang mga extrusive extract ay sanhi ng hindi inaasahang pagkabigo sa pagtitiklop ng DNA at nagbibigay ng isang bagong paraan ng pag-iisip na maaaring kasangkot sa ilang mga karamdaman, lalo na ang cancer.”

Ang MIT postdoc na Vivek Dwivedi ay ang nangungunang may-akda ng isang papel, na inilathala noong Mayo 5, 2021, sa Kalikasan. Ang iba pang mga may-akda ng papel ay sina Carlos Pardo-Pastor na isang mananaliksik sa King’s College London, espesyalista sa pananaliksik ng MIT na si Rita Droste, MIT postdoc Ji Na Kong, mag-aaral na nagtapos ng MIT na si Nolan Tucker, siyentipikong Novartis at dating MIT postdoc na si Daniel Denning, at propesor ng London agham sa Rosenenllll.

Dumikit ito sa siklo ng cell

Noong 1980’s, si Horvitz ay isa sa mga unang siyentista na pinag-aralan ang pattern ng pagpapakamatay ng cellular na tinatawag na apoptosis, na ginagamit ng mga nabubuhay na organismo upang matanggal ang mga hindi ginustong cell. Natagpuan niya ang kanyang pagtuklas sa pamamagitan ng C. mga elegante, isang maliit na nematode na naglalaman ng eksaktong 959 na mga cell. Ang pagkakasunud-sunod ng paglago ng bawat cell ay kilala, at ang paglago ng embryonic ay sumusunod sa isang katulad na pattern. Sa buong proseso na ito, 1,090 cells ang ginawa, at 131 cells ang pumatay sa kanilang sarili sa pamamagitan ng cell division ng apoptosis.

Nagpakita ang lab ni Horvitz na kalaunan ay kung ang larvae ay genetically nabago upang hindi nila masira ang mga cell sa pamamagitan ng apoptosis, ang ilan sa mga 131 cell ay sa halip ay aalisin ng cell extrusion, na tila maaaring gumana bilang isang paraan ng pagpapanatili ng apoptosis. Gayunpaman, kung paano nagsimula ang proseso ng paglabas na ito, ay nananatiling isang misteryo.

Upang malutas ang misteryo na ito, lumikha si Dwivedi ng higit sa 11,000 malalaking mga screen C. mga elegante mga gen Isa-isang, binuwag niya at ng kanyang mga kasamahan ang pagpapahayag ng bawat gene sa mga bulate na maaaring maging sanhi ng apoptosis. Pinapayagan sila ng screen na ito na makita ang mga gen na pinakamahalaga sa pagbubukas ng cell extrusion habang lumalaki.

Sa pagtataka ng mga mananaliksik, marami sa mga gen na lumitaw kapag ang pangangailangan para sa pagkuha ay kasangkot ay nasangkot sa dibisyon ng cell. Pangunahing ginamit ang mga gen na ito sa mga unang yugto ng siklo ng cell, na kinasasangkutan ng pagsisimula ng isang dibisyon ng cell at pagkopya ng DNA ng isang cell.

Ang karagdagang mga eksperimento ay nagsiwalat na ang mga cell na sa wakas ay inilabas ay nagsisimulang pumasok sa siklo ng cell at nagsisimulang gayahin ang kanilang DNA. Gayunpaman, lumilitaw na nakakulong sila sa yugtong ito, na humahantong sa kanilang paglaya.

Karamihan sa mga cell ay nagtatapos na pinakawalan nang normal na manipis, at ginawa ng hindi pantay na paghahati ng cell na nagreresulta sa isang malaking anak na babae at isang napakaliit. Ipinakita ng mga investigator na kapag sinira nila ang mga gen na kumokontrol sa prosesong ito, upang ang dalawang mga cell ng babae ay malapit sa laki, ang mga cell na karaniwang tinanggal ay maaaring matagumpay na makumpleto ang siklo ng cell at hindi pinakawalan.

Itinuro din ng mga mananaliksik na ang pagkabigo ng napakaliit na mga cell upang makumpleto ang siklo ng cell ay dahil sa isang kakulangan ng mga protina at mga molekulang DNA na kinakailangan upang makopya ang DNA. Kabilang sa iba pang mga pangunahing protina, ang mga cell ay maaaring kulang sa isang enzyme na tinatawag na LRR-1, na mahalaga para sa pagtitiklop ng DNA. Sa mga talahanayan ng pagtitiklop ng DNA, ang mga protina na responsable para sa paulit-ulit na stress na huminto sa paghahati ng cell sa pamamagitan ng paggawa ng isang protina na gumagana sa CDK1. Kinokontrol din ng CDK1 ang pagdirikit ng cell, kaya iniisip ng mga mananaliksik na kapag naka-off ang CDK1, mawawalan ng pagdirikit ang mga cell at naghiwalay, na humahantong sa pagkalipol.

Pag-iwas sa cancer

Ang lab ni Horvitz ay nakipagtagpo sa mga mananaliksik sa King’s College London, na pinangunahan ni Rosenblatt, upang siyasatin kung ang parehong pamamaraan ay maaaring magamit para sa mga mammalian cell. Sa mga mammal, ang cell extrusion ay may pangunahing papel sa pagpapanumbalik ng lining ng mga bituka, baga, at iba pang mga organo.

Gumamit ang mga mananaliksik ng isang kemikal na tinatawag na hydroxyurea upang lumikha ng isang paulit-ulit na pag-compress ng DNA sa mga cell ng canine kidney na lumalaki sa mga kultura ng cell. Ang paggamot ay apat na beses kaysa sa rate ng paglabas, at nalaman ng mga mananaliksik na ang mga extracellular cells ay bumuo ng isang yugto ng siklo ng cell kung saan ang DNA ay inuulit bago ilabas. Ipinakita rin nila na sa mga mammalian animal cell, ang kilalang p53 ng cancer ay kasangkot sa pagsisimula ng pagtitiklop ng mga cell na nasa ilalim ng stress.

Ipinapahiwatig nito na bilang karagdagan sa iba pang mga pag-andar na nakikipaglaban sa kanser, ang p53 ay maaaring makatulong na puksain ang mga cell ng kanser o makagambala sa kanila sa pamamagitan ng pagpwersa sa kanila na palayain sila, sinabi ni Dwivedi.

“Ang paulit-ulit na stress ay isa sa mga bahagi ng isang puno ng likido o puno ng cancer. At ang mga natuklasan na ito ay nagpapahiwatig na ang paglabas ng mga paulit-ulit na mga cell ay maaaring maging isang paraan upang maiwasan ang tumor, “aniya.

Ang katotohanang ang paglaganap ng cell ay nakikita sa maraming mga hayop, mula sa mga espongha hanggang sa mga mammal, na humantong sa mga mananaliksik na haka-haka na maaaring nagmula ito bilang pinakamaagang pamamaraan ng pag-aalis ng cell na kalaunan ay ipinakilala sa pagpapakamatay ng systemic cell na kinasasangkutan ng apoptosis.

“Ang pamamaraang ito ng pagwawasak ng mga cell ay nakasalalay lamang sa siklo ng cell,” sabi ni Dwivedi. “Hindi ito nangangailangan ng mga espesyal na kagamitan tulad ng mga kinakailangan para sa apoptosis upang lipulin ang mga cell na ito, kaya ang iminungkahi namin na ito ay maaaring ang unang hakbang sa pag-aalis ng mga cell na ito. Nangangahulugan ito na maaaring ito ay isa sa mga unang mekanismo na natanggal mula sa cell, dahil depende ito sa parehong proseso na ginagamit ng katawan upang makabuo ng maraming mga cell. “

Sanggunian: “Ang paulit-ulit na presyon ay nagtataguyod ng paglaganap ng cell sa pamamagitan ng pagkuha” ni Vivek K. Dwivedi, Carlos Pardo-Pastor, Rita Droste, Ji Na Kong, Nolan Tucker, Daniel P. Denning, Jody Rosenblatt at H. Robert Horvitz, Mayo 5, 2021, Kalikasan.
SEKSYON: 10.1038 / s41586-021-03526-y

Si Dwivedi, na tumanggap ng kanyang PhD mula sa MIT, ay isang scholar ng Korana bago pumasok sa MIT upang makapagtapos. Ang pag-aaral ay suportado ng Howard Hughes Medical Institute at ng National Institutes of Health.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang Koponan sa Underwater Archeology ay Nakahanap ng 9,000-Taong-Taong Mga Bato ng Artifact

Kredito: Unibersidad ng Texas sa Arlington Ang pangkat ng arkeolohiya sa ilalim ng dagat ay natagpuan ang mga sinaunang obsidian na natuklap na 2,000 milya...

Nabawasan ang Panganib sa Kanser Kabilang sa Mga Pasyente sa Pagkabigo ng Puso na Gumagamit ng Statins

Ang paggamit ng Statin ay na-link sa isang pinababang panganib ng cancer sa mga pasyente na may kabiguan sa puso. Kredito: European Heart...

Tagumpay sa Teknolohiya ng Ultrathin para sa Revolution ng Night Vision – “Ginawa Namin ang Hindi Makikita”

Sinabi ni Dr. Rosso Camacho Morales na ang mga mananaliksik ay "hindi nakikita, nakikita." May-akda: Jamie Kidston, Australian National University Hayaan may ilaw! ...

Kapag Kakulangan sa Trabaho ng mga empleyado, Nakakuha sila ng Paranoid – At Aggressive

Kung ang mga empleyado ay walang kapangyarihan sa lugar ng trabaho, maaari silang makaramdam ng mahina at paranoid. Sa halip, ang paranoia na...

Ang kabuuang solar eclipses ay nag-iilaw sa solar wind

Pinapayagan ng mga espesyal na filter na masukat ang mga siyentipiko ng iba't ibang mga temperatura sa corona sa panahon ng pangkalahatang mga eclipse...

Newsletter

Subscribe to stay updated.