Bước đột phá để hiểu được tại sao tế bào gốc trở nên chuyên biệt

0
1772

ptlan 1

Hình Tế bào da người dưới kình hiển vi huỳnh quang

Các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu y sinh Sanford Burnham Prebys (SBP) đã thực hiện một bước tiến lớn trong việc tìm hiểu làm thế nào mà từ các tế bào của sinh vật đều chứa thông tin di truyền giống nhau lại có thể trở thành các tế bào chuyên biệt khác nhau. Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Molecular Cell ngày 4 tháng 8 năm 2016 cho thấy Oct4 là loại protein tác động mạnh đến quá trình này. Phát hiện này ảnh hưởng tích cực đến nỗ lực sản xuất các loại tế bào chức năng cho phương pháp điều trị bệnh trong tương lai cũng như cung cấp hiểu biết cho quá trình biệt hóa của tế bào gốc.

Vấn đề biệt hóa

Sinh vật -chẳng hạn như con người- sự phát triển bắt đầu sớm nhất từ dạng đơn giản nhất cho tới khi trưởng thành, các tế bào chuyển từ dạng linh hoạt cao- tế bào gốc- sang các tế bào chuyên biệt hơn ở các mô khác nhau. Nhiều phòng thí nghiệm cũng đang cố gắng thâu tóm quá trình này để tạo ra nhiều loại tế bào cần thiết có thể cấy ghép cho bệnh nhân. Cho ví dụ, sản xuất các tế bào beta tuyến tụy để điều trị bệnh tiểu đường hoặc các tế bào thần kinh sản xuất dopamine điều trị bệnh Parkinson.

Oct4 làm gì

Oct4 là yếu tố phiên mã- là một protein điều chỉnh hoạt động của gen- duy trì tính vạn năng của tế bào gốc, ngăn chặn không cho tế bào gốc trở thành các dòng tế bào chuyên biệt. Oct4 hoạt động bằng cách gắn vào DNA có thể hoạt động vừa như một nhân tố hoạt hóa phiên mã vừa như một nhân tố ức chế phiên mã. Nghiên cứu mới cho thấy rằng ở các gen nhất định, Oct4 cũng liên kết với các yếu tố khác phiên mã khác được kích hoạt bởi các tín hiệu ngoại bào như vitamin A, thụ thể RAR và beta-catenin để bật gen tương ứng của chúng. Vitamin A chuyển tế bào gốc thành tế bào tiền thân thần kinh, sự kích hoạt của beta-catenin bởi Wnt có thể hỗ trợ tính nhiều tiềm năng hoặc thúc đẩy biệt hóa không theo hướng thần kinh tùy thuộc vào các tín hiệu khác có mặt

Bức tranh lớn

Tác giả của bài báo Laszlo Nagy rất hào hứng với phát hiện này: “phát hiện của chúng tôi cho thấy một nguyên tắc chung về cách mà các tín hiệu biệt hóa cùng gây ra quá trình chuyển đổi rõ rệt trong nhiều loại tế bào khác nhau”.

Bước tiếp theo

Họ đã tìm thấy mã cho tế bào gốc gắn đầu vào – tín hiệu giống như vitamin A và Wnt -đầu ra- loại tế bào. Tiếp theo họ sẽ có kế hoạch tìm hiểu liệu các yếu tố phiên mã khác có hoạt động tương tự như Oct4 hay không- nghĩa là tìm mã cho các loại tế bào trưởng thành hơn. Nếu các yếu tố khác cũng có những chức năng kép này- duy trì trạng thái hiện tại và là gen mồi cho đáp ứng với các yếu tố ngoại bào- đó sẽ là câu trả lời cho câu hỏi quan trọng trong sinh học phát triển và thúc đẩy các lĩnh vực nghiên cứu tế bào gốc.

Nguồn:

Zoltan Simandi, Attila Horvath, Lyndsey C. Wright, Ixchelt Cuaranta-Monroy, Isabella De Luca, Katalin Karolyi, Sascha Sauer, Jean-Francois Deleuze, Lorraine J. Gudas, Shaun M. Cowley, Laszlo Nagy. OCT4 Acts as an Integrator of Pluripotency and Signal-Induced DifferentiationMolecular Cell, 2016; DOI:10.1016/j.molcel.2016.06.039

Phí Thị Lan