Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Секрет бессмертия стволовых клеток кроется в их метаболизме
12.12.2014

Секрет бессмертия стволовых клеток кроется в их метаболизме

Оценка: 5.0    2855 31 Наука и Технологии
13:47
Особенности обмена веществ помогают стволовым клеткам поддерживать свою ДНК в «распакованном» состоянии, необходимом для постоянного обновления.

Хотя стволовые клетки исследуется сейчас в клеточной и молекулярной биологии как ничто другое – за внимание биологов с ними могут поспорить разве что раковые клетки и нейроны – мы до сих пор не вполне понимаем, что даёт им возможность оставаться вечно юными и избегать специализации. (Напомним, что стволовые клетки не выполняют никакой специализированной работы, они только постоянно делятся, а вот их потомки могут дифференцироваться в клетки разных рабочих типов.)

Очевидно, стволовое состояние обуславливается особенностями генетической настройки: какие-то гены работают, какие-то – нет, и такой спектр работающих и неработающих генов в принципе сильно отличается от того, что можно найти в обычных клетках. Обычно здесь говорят об эпигенетических механизмах, которые следят за доступностью различных участков ДНК для клеточных молекулярных машин. Если ДНК доступна для считывания с неё мРНК – значит, ген активен; если ДНК «заархивирована», недоступна для белков – ген молчит.

Любимый журнал «Наука и жизнь» — отличный подарок к Новому году. Оформите подписку прямо сейчас или подпишитесь на почте

Архивацию генома выполняют белки гистоны, которые, взаимодействуя ДНК, образуют хроматин. Специальные ферменты могут прикреплять или отсоединять от гистонов метильные группы, и такая модификация вызывает уплотнение или, наоборот, разрыхление хроматина – а это значит, что ДНК в комплексе с гистонами становится более или менее доступной для молекулярных манипуляций. Метилирование гистонов служит одним их главных эпигенетических механизмов регуляции генетической активности. 

Сами же метильные группы есть продукт метаболических реакций. И вот исследователям из Рокфеллеровского университета (США) пришла в голову мысль, что сам обмен веществ стволовых клеток помогает им оставаться в таком состоянии. Особенность их ДНК в том, что почти вся она доступна для считывания, то есть, если принять гипотезу о метаболизме, в клетках постоянно должны образовываться какие-то вещества, которые поддерживали бы хроматин в «разархивированном» виде.

В лабораториях стволовые клетки культивируют в различных питательных средах. Брюс Кэри (Bryce Carey) и его коллеги заметили, что мышиные эмбриональные стволовые клетки (если можно так сказать, самые бессмертные и самые «всемогущие», так как они могут дать начало абсолютно любому другому типу клеток) лучше растут на одной среде, и хуже – на другой. Лучше в данном случае означает то, что клетки дольше сохраняли свои стволовые свойства, что у них лучше получалось самообновляться.



Оказалось, что клетки, росшие на «хорошей» среде, обходились без аминокислоты глутамина. Из неё получается альфа-кетоглутарат, который, в свою очередь, играет важную роль в цикле Кребса, или цикле трикарбоновых кислот. Так называют важнейший этап клеточного дыхания, то есть расщепления биомолекул с целью получения энергии. С другой стороны, цикл Кребса служит ещё и поставщиком множества молекул-предшественников, которые направляются уже в синтетические реакции. Словом, это важнейшая узловая станция клеточного метаболизма. 

Однако роль альфа-кетоглутарата одним циклом Кребса не ограничивается. Было показано, что он участвует в регуляции метилирования хроматина. И хотя клетки не получали глутамин для производства альфа-кетоглутарата, они всё равно его откуда-то брали, причём в довольно больших количествах. Оказалось, что у них просто блокировалась реакция цикла Кребса, в которой производное глутамина превращалось во что-то другое. Лишний накапливающийся альфа-кетоглутарат отправлялся к ферментам, занимающимся перестройкой хроматина – здесь он стимулировал реакцию очистки гистонов от метильных групп и, как следствие, активацию ДНК. Из-за того, что цикл Кребса лишался этой молекулы, рост клетки мог бы слегка замедлиться – ведь цикл, напомним, играет важную энергетическую роль. Но зато клетка могла благодаря такой метаболической уловке поддерживать «вечную молодость», сохраняя весь геном распакованным.



Конечно, здесь можно сказать, что всё дело снова в генах и их регуляции: просто на «хорошей» среде росли клетки, у которых был генетический блок на вышеупомянутую реакцию цикла трикарбоновых кислот. Но если альфа-кетоглутарат добавляли к клеткам, которые росли на «плохой» среде, то их способности к самообновлению заметно повышались. В статье в Nature авторы пишут, что им удалось также заметить изменения в активности некоторых генов, происходившие как раз из-за присутствия или отсутствия альфа-кетоглутарата в среде.

Конечно, и раньше было известно, что стволовая клетка – это не «вещь в себе», что она прислушивается к окружающей среде и меняет свои свойства ввиду внешних перемен. Однако в данном случае удалось продемонстрировать, как не очень сложная химическая молекула извне может повлиять на одно из фундаментальных свойств стволовой клетки – её неспособность стареть, оставаясь потенциально бессмертной. То есть через питательную среду мы можем управлять стволовой культурой; пересадив же такие клетки в организм, можем влиять на них через обмен веществ, не прибегая к сложным генетическим манипуляциям. Хотя, конечно, без таких манипуляций не обойтись, и метаболический метод управления, если он войдёт в медицинскую и биологическую практику, присоединиться к длинной череде методов работы со стволовыми клетками.

 
Источник:  http://www.nkj.ru

Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 31

1 2 »
0  
Мамонт 14.12.2014 00:48 [Материал]
Да нет smile Это просто здравый смысл. Зачем сердиться и портить себе энергетику? Я и статью до конца не прочёл...некогда. Сейчас не до раков. Мы все от политики быстрее помрём biggrin
0  
malipas 13.12.2014 18:54 [Материал]
24А затем конец, когда Он предаст Царство Богу и Отцу, когда упразднит всякое начальство и всякую власть и силу.

25Ибо Ему надлежит царствовать, доколе низложит всех врагов под ноги Свои.

26Последний же враг истребится - смерть, 27потому что все покорил под ноги Его. Когда же сказано, что Ему все покорено, то ясно, что кроме Того, Который покорил Ему все.

28Когда же все покорит Ему, тогда и Сам Сын покорится Покорившему все Ему, да будет Бог все во всем.

29Иначе, || что делают крестящиеся для мертвых? Если мертвые совсем не воскресают, то для чего и крестятся для мертвых?

30Для чего и мы ежечасно подвергаемся бедствиям?

31Я каждый день умираю: свидетельствуюсь в том похвалою вашею, братия, которую я имею во Христе Иисусе, Господе нашем.

32По рассуждению человеческому, когда я боролся со зверями в Ефесе, какая мне польза, если мертвые не воскресают? Станем есть и пить, ибо завтра умрем!

33Не обманывайтесь: худые сообщества развращают добрые нравы.

34Отрезвитесь, как должно, и не грешите; ибо, к стыду вашему скажу, некоторые из вас не знают Бога.

35Но скажет кто-нибудь: как воскреснут мертвые? и в каком теле придут?

36Безрассудный! то, что ты сеешь, не оживет, если не умрет.

37И когда ты сеешь, то сеешь не тело будущее, а голое зерно, какое случится, пшеничное или другое какое; 38но Бог дает ему тело, как хочет, и каждому семени свое тело.

39Не всякая плоть такая же плоть; но иная плоть у человеков, иная плоть у скотов, иная у рыб, иная у птиц.

40Есть тела небесные и тела земные; но иная слава небесных, иная земных.

41Иная слава солнца, иная слава луны, иная звезд; и звезда от звезды разнится в славе.

42Так и при воскресении мертвых: сеется в тлении, восстает в нетлении; 43сеется в уничижении, восстает в славе; сеется в немощи, восстает в силе; 44сеется тело душевное, восстает тело духовное. Есть тело душевное, есть тело и духовное.

45Так и написано: первый человек Адам стал душею живущею; а последний Адам есть дух животворящий.

46Но не духовное прежде, а душевное, потом духовное.

47Первый человек - из земли, перстный; второй человек - Господь с неба.

48Каков перстный, таковы и перстные; и каков небесный, таковы и небесные.

49И как мы носили образ перстного, будем носить и образ небесного.

50Но то скажу вам, братия, что плоть и кровь не могут наследовать Царствия Божия, и тление не наследует нетления.

51Говорю вам тайну: не все мы умрем, но все изменимся 52вдруг, во мгновение ока, при последней трубе; ибо вострубит, и мертвые воскреснут нетленными, а мы изменимся.

53Ибо тленному сему надлежит облечься в нетление, и смертному сему облечься в бессмертие.

54Когда же тленное сие облечется в нетление и смертное сие облечется в бессмертие, тогда сбудется слово написанное: поглощена смерть победою.

55Смерть! где твое жало? ад! где твоя победа?

56Жало же смерти - грех; а сила греха - закон.

57Благодарение Богу, даровавшему нам победу Господом нашим Иисусом Христом!

58Итак, братия мои возлюбленные, будьте тверды, непоколебимы, всегда преуспевайте в деле Господнем, зная, что труд ваш не тщетен пред Господом.
0  
malipas 13.12.2014 18:54 [Материал]
Новый Завет
Первое послание к Коринфянам святого апостола Павла
Глава 15.

1Напоминаю вам, братия, Евангелие, которое я благовествовал вам, которое вы и приняли, в котором и утвердились, 2которым и спасаетесь, если преподанное удерживаете так, как я благовествовал вам, если только не тщетно уверовали.

3Ибо я первоначально преподал вам, что и сам принял, то есть, что Христос умер за грехи наши, по Писанию, 4и что Он погребен был, и что воскрес в третий день, по Писанию, 5и что явился Кифе, потом двенадцати; 6потом явился более нежели пятистам братий в одно время, из которых бо'льшая часть доныне в живых, а некоторые и почили; 7потом явился Иакову, также всем Апостолам; 8а после всех явился и мне, как некоему извергу.

9Ибо я наименьший из Апостолов, и недостоин называться Апостолом, потому что гнал церковь Божию.

10Но благодатию Божиею есмь то, что есмь; и благодать Его во мне не была тщетна, но я более всех их потрудился: не я, впрочем, а благодать Божия, которая со мною.

11Итак я ли, они ли, мы так проповедуем, и вы так уверовали.

12Если же о Христе проповедуется, что Он воскрес из мертвых, то ка'к некоторые из вас говорят, что нет воскресения мертвых?

13Если нет воскресения мертвых, то и Христос не воскрес; 14а если Христос не воскрес, то и проповедь наша тщетна, тщетна и вера ваша.

15Притом мы оказались бы и лжесвидетелями о Боге, потому что свидетельствовали бы о Боге, что Он воскресил Христа, Которого Он не воскрешал, если, то есть, мертвые не воскресают; 16ибо если мертвые не воскресают, то и Христос не воскрес.

17А если Христос не воскрес, то вера ваша тщетна: вы еще во грехах ваших.

18Поэтому и умершие во Христе погибли.

19И если мы в этой только жизни надеемся на Христа, то мы несчастнее всех человеков.

20Но Христос воскрес из мертвых, первенец из умерших.

21Ибо, как смерть через человека, так через человека и воскресение мертвых.

22Как в Адаме все умирают, так во Христе все оживут, 23каждый в своем порядке: первенец Христос, потом Христовы, в пришествие Его.
0  
Ludovit 13.12.2014 18:28 [Материал]
"…что не войдешь в царствие Божие в материальной коже тленного тела" — это-то понятно; правда, надо уточнить, что под "одеждами кожаными" имеется в виду всё полностью плотно-материальное тело. И почему "не дано знать что там за поворотом"? Это очень даже весьма интересно...
0  
Ludovit 13.12.2014 17:38 [Материал]
"Сними одежды кожаные и надень нетленные" — снять-то их не так и сложно, а как вот те надеть, после самоубивства-то?..
0  
Мамонт 13.12.2014 03:39 [Материал]
Трудно зайцу спорить с медведем biggrin
Не ругайтесь понапрасну smile
0  
YURAROCK 12.12.2014 21:01 [Материал]
Shinnn Библию не читал (ВСЮ) но она отрицает инкарнацию.И не думаю ,что она написана светлыми силами, а скорее всего темными(сатана,люцифер.яхве.иогова и прочее)
эта книга переплетена ложь с правдой,чтобы люди о ней всегда спорили.Прочитайте хотя бы о 10 казней египетских,кстати даже есть в инете и обьяснение им.
Спасибо!
+2  
Медведь 12.12.2014 21:01 [Материал]
vikon, пожалуйста поисследуйте труды ДВАЖДЫ лауреата Нобелевской премии Отто Вербурга,доказавшего механизм возникновения рака. Пожалуйста.
+1  
Медведь 12.12.2014 20:46 [Материал]
> ...раковые клетки - идентичны клеткам организма
Если vitkon не знает как образуется опухоль позвольте осветить суть:
при активации инфекционного агента(бактерия,грибок типа Кандида,цисты глистов,простейшие - трихомонады\хламидии)организм выстраивает барьер из собственных клеток,который гасит избыточное размножение инф.агентов.
При снижении иммунитета(электронные и химические связи,именуемые в простонародии энергетикой)барьер ослабевает и утилизаторы активно размножаясь усугубляют падение иммунитета. Организм,полости,ткани и органы распадаются. Что ещё непонятно? Инф.агенты питаются гнилой кровью, продуктами распада,антибиотиками,алкоголем,антибиотиками..вобщем всем что способствует интоксикации организма,с непременным снижением иммунитета. Тело засыпает,и его дербанят.Откуда в мёртвом теле появляюися черви? да они в нём были в латентном состоянии и молчали пока оно было крепким и резистентным. И как только тело засбоило - они проснулись и активно размножились. Никто не мешает кушать и плодиться.
Всё.
0  
YURAROCK 12.12.2014 20:11 [Материал]
Если можно Shinnn я хочу поведать свое видение (мне около80лет)и не судите строго.
Как я понимаю БОГ: 1.Бог-это высший духовный разум светлых сил.2.Творец всего сущева во Вселенной и в частности на планете Земля.3 Бог един.Дальше названия
по понятиям-АБСОЛЮТ,ВЫШЕНЬ,БОЖЕСТВЕННАЯ ЭНЕРГИЯ и др.
БОГ это как бы главный в духовной цивилизации космоса,который творит,рождает,создаёт мириады духовных сущнностей.Которые создают звёзды,планеты .
Как эволюционирует рождённый ДУХ?
Мы "знаем",что человек состоит из физического тела,
души и духа (сознание).Дух при инкарнации входит в
тело ,развивается,вместе с человеком накапливает
негативные и позитивные знания(опыт).Человек умирает,
а дух остаётся.Уничтожается негативная информация(как
сухие ветки удерева),а позитивная накапливается в сознании(в духе),т.е.(зелёные ,живые ветки у дерева).
И потом всё повторяется снова и снова тысячи и тысячи раз.Пока дух не достигнет определённой информационной зрелости и не перейдё на другой уровень .
По этому и говорят о человеке (как он духовно развит,духовный человек,светлый ,он прямо сияет,от него что-то светлое исходит и.тд) Это значит его дух
уже много раз реинкарнировался накопил много позитивной,светлой,хорошей информации.
Теперь о ХРИСТЕ.Он говорил ,что Я сын Божий,Я послан
ОТЦОМ вашем,и вы тоже сыны БОЖИИ.Потому-что мы сотворены по-образу и подобию(мы сознания,духи).Ну а дальше см.выше.
1-10 11-20
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

ТОП Новостей
Материалов за сегодня нет.
Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Невероятная метель обрушилась на Красноярский край, Россия
ааа Бодр))) и ты)))) ну блин две буквы перепутала)... (от Maximum)
"Неразменный рубль" - Чёртова денежка
Очень давно читал рассказ английского автора., там... (от бодр)
Плазмоиды на фотографиях - что это?
пока есть верующие , я не кэп)) (от Maximum)
Плазмоиды на фотографиях - что это?
чего я могу испугаться?)) гнева тех, кто хочет вер... (от Maximum)
Невероятная метель обрушилась на Красноярский край, Россия
Красноярцы, не о вас - о краснодарцах! Сибирякам к... (от бодр)