植物和動物中的干細(xì)胞表現(xiàn)出驚人的相似性
來自瑞典隆德大學(xué)的一項新研究表明,干細(xì)胞在植物和動物中的行為驚人地相似。研究人員能夠產(chǎn)生數(shù)學(xué)方程式,揭示蛋白質(zhì)行為的微小差異。該結(jié)果有望用于涉及人類的干細(xì)胞研究。“植物和動物王國在16億年前通過進(jìn)化分離。令人驚訝的是,控制每個干細(xì)胞命運(yùn)的少數(shù)關(guān)鍵基因之間的相互作用在兩種情況下都非常相似”,Carsten Peterson教授說。在隆德大學(xué)理學(xué)院。Carsten Peterson是最近研究動物和植物干細(xì)胞之間差異和相似性的研究人員之一。憑借理論物理學(xué)的背景,他和他的同事們從不同的角度處理干細(xì)胞,這證明是成功的。
通過制定數(shù)學(xué)方程式,研究人員對哺乳動物和植物中干細(xì)胞的核心蛋白質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)研究。蛋白質(zhì)與控制干細(xì)胞的基因相關(guān)聯(lián)。特別是,研究人員研究了這些蛋白質(zhì)在細(xì)胞進(jìn)化過程中如何通過相互作用相互影響。“雖然哺乳動物和植物干細(xì)胞中的蛋白質(zhì)在分開研究時非常不同,但它們相互作用的方式有很大的相似之處,即它們?nèi)绾蜗嗷ゼ訌?qiáng)或減弱”,Carsten Peterson說。
干細(xì)胞是醫(yī)學(xué)背景下的熱門話題,特別是在癌癥和自身免疫性疾病方面。干細(xì)胞能夠進(jìn)化成幾種不同類型的細(xì)胞,因此是所有身體特定細(xì)胞類型的一種母細(xì)胞。在動物中,這些特化細(xì)胞不能自行恢復(fù)干細(xì)胞狀態(tài)。然而,在植物中,它們可以。“專門的植物細(xì)胞可以在沒有外部操作的情況下重新成為干細(xì)胞。在植物世界中,有一種自然的重編程過程”,Carsten Peterson說。
該數(shù)學(xué)公式顯示,非常小的差異足以解釋為什么植物細(xì)胞非常靈活,而哺乳動物的細(xì)胞需要人工重新編程返回到干細(xì)胞狀態(tài)。“當(dāng)細(xì)胞受到外部影響 - 人為地影響動物或自然地影響植物時 - 相互作用的微小差異起著更大的作用,而差異似乎更具意義”,Carsten Peterson說。
他認(rèn)為,對動物細(xì)胞重編程的效率仍有很多工作要做,因此希望植物世界的見解能夠有所貢獻(xiàn)。目前的研究提供了線索,說明為什么與哺乳動物相比,使細(xì)胞更容易恢復(fù)成為植物中的干細(xì)胞。
自2012年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎以來,重編程是干細(xì)胞背景中經(jīng)常使用的一個詞。獲獎?wù)咧籗hinya Yamanaka已經(jīng)證明了如何通過增加外部操作細(xì)胞以恢復(fù)胚胎干細(xì)胞狀態(tài)某些蛋白質(zhì)的濃度。以這種方式扭轉(zhuǎn)時鐘在臨床環(huán)境中具有巨大的潛力。例如,在個體基礎(chǔ)上,可以將皮膚細(xì)胞重編程為胚胎干細(xì)胞,并通過操縱某些蛋白質(zhì)將其制成所需的細(xì)胞類型。這個過程被稱為再生醫(yī)學(xué)。
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