Vir die eerste keer het navorsers getoon dat 'n noodsaaklike biologiese proses bekend as proteïensintese in volwasse stamselle bestudeer kan word - iets wat wetenskaplikes lank gesukkel het om te bereik. Die baanbrekende bevindinge van die Children's Medical Centre Research Institute by UT Southwestern (CRI) toon ook dat die presiese hoeveelheid proteïen wat deur bloedvormende stamselle geproduseer word, deurslaggewend is vir hul funksie.
Die ontdekking, wat vandag aanlyn in Nature gepubliseer is, meet proteïenproduksie, 'n proses bekend as vertaling, en wys dat proteïensintese nie net fundamenteel is vir hoe stamselle gereguleer word nie, maar ook van kritieke belang is vir hul regeneratiewe potensiaal.
"Ons het nuwe areas van sellulêre biologie onthul wat niemand vantevore gesien het nie," sê dr. Sean Morrison, Direkteur van die Kindernavorsingsinstituut, Professor in Pediatrie, en die Mary McDermott Cook-leerstoel in Pediatriese Genetika by UT Southwestern Mediese sentrum. "Niemand het nog ooit proteïensintese in somatiese stamselle bestudeer nie. Hierdie bevinding vertel ons nie net iets nuuts oor stamselregulering nie, maar open die vermoë om verskille in proteïensintese tussen baie soorte selle in die liggaam te bestudeer. Ons glo daar is 'n onontdekte wêreld van biologie wat verskillende soorte selle toelaat om proteïen teen verskillende tempo's en op verskillende maniere te sintetiseer, en dat daardie verskille belangrik is vir sellulêre oorlewing."
Dr. Adrian Salic se laboratorium by Harvard Mediese Skool het die antibiotikum puromycin chemies gemodifiseer op 'n manier wat dit moontlik gemaak het om die hoeveelheid proteïen wat deur individuele selle in die liggaam gesintetiseer word, te visualiseer en te kwantifiseer. Dr Robert A. J. Signer, 'n nadoktorale navorsingsgenoot in Dr. Morrison se laboratorium en eerste skrywer van die studie, het besef dat hierdie reagens aangepas kan word om nuwe proteïensintese deur stamselle en ander selle in die bloedvormende stelsel te meet.
Wat hulle teëgekom het, was verstommend, het dr. Morrison gesê. Die bevindinge het voorgestel dat verskillende tipes bloedselle baie verskillende hoeveelhede proteïen per uur produseer, en veral stamselle sintetiseer baie minder proteïen as enige ander bloedvormende selle.
"Hierdie resultaat dui daarop dat bloedvormende stamselle 'n laer tempo van proteïensintese benodig in vergelyking met ander bloedvormende selle," sê dr. Morrison, die koerant se senior skrywer.
Navorsers het die bevindings toegepas op 'n muismodel met 'n genetiese mutasie in 'n komponent van die ribosoom - die masjinerie wat proteïene maak - en die tempo van proteïenproduksie is in stamselle met 30 persent verminder. Die wetenskaplikes het ook die tempo van proteïensintese verhoog deur die tumoronderdrukkergeen Pten in bloedvormende stamselle te skrap. In beide gevalle was stamselfunksie merkbaar verswak.
Saam demonstreer hierdie waarnemings dat bloedvormende stamselle 'n hoogs gereguleerde tempo van proteïensintese vereis, sodanig dat toenames of afnames in daardie tempo stamselfunksie benadeel.
"Verbasend genoeg, toe die ribosomale mutante muise en die Pten mutant muise saam geteel is, het stamselfunksie na normaal teruggekeer, en ons het die ontwikkeling van leukemie aansienlik vertraag, en in sommige gevalle heeltemal geblokkeer," Dr. Morrison gesê. "Dit alles het gebeur omdat proteïenproduksie in stamselle na normaal teruggekeer het. Dit was asof twee foute 'n reg gemaak het."
Baie siektes, insluitend degeneratiewe siektes en sekere soorte kankers, word geassosieer met mutasies in die masjinerie wat proteïene maak. Waarom dit die geval is, moet egter nog verstaan word. Ontdekkings soos hierdie laat die moontlikheid ontstaan dat veranderinge in proteïensintese nodig is vir die ontwikkeling van daardie siektes.
"Baie mense dink aan proteïensintese as 'n huishoudelike funksie, deurdat dit agter die skerms in alle selle gebeur," het dr. Signer gesê. "Die werklikheid is dat baie huishoudelike funksies hoogs gereguleer word; hulle is net nie genoeg bestudeer om die verskil tussen selle te herken nie. Ek dink wat ons met hierdie studie sien is net die punt van die ysberg, waar die proses van proteïen produksie is waarskynlik heel anders in verskillende seltipes."
