Tế bào của tương lai Chìa khóa để lập trình lại nhận dạng tế bào
Quá trình sao chép thông tin di truyền phức tạp được gọi là sao chép DNA nằm ở trung tâm của quá trình truyền sự sống từ tế bào này sang tế bào khác và từ sinh vật này sang sinh vật khác
Quá trình sao chép thông tin di truyền phức tạp, được gọi là sao chép DNA, nằm ở trung tâm của quá trình truyền sự sống từ tế bào này sang tế bào khác và từ sinh vật này sang sinh vật khác. Điều này xảy ra không chỉ đơn giản bằng cách sao chép thông tin di truyền; một chuỗi các sự kiện phân tử được sắp xếp hợp lý phải xảy ra vào đúng thời điểm. Các nhà khoa học xung quanh Giáo sư Maria-Elena Torres-Padilla từ Helmholtz Munich gần đây đã phát hiện ra một khía cạnh hấp dẫn của quá trình này được gọi là "thời gian sao chép" (RT) và điều này đặc biệt như thế nào khi sự sống bắt đầu. Các kết quả mới hiện đã được công bố trên tạp chí Nature.
Quá trình sao chép DNA (RT) đề cập đến những thời điểm cụ thể khi các vùng khác nhau trong mã di truyền của chúng ta được nhân đôi.
Các nhà nghiên cứu từ Viện Biểu sinh và Tế bào gốc tại Helmholtz Munich đã triển khai một kỹ thuật gọi là "Repli-seq" để đi sâu vào mối quan hệ mật thiết giữa RT và khả năng thích ứng của tế bào, độ dẻo của tế bào.
Điều thú vị là họ cũng phát hiện ra mối quan hệ mới giữa RT và cách các gen gấp lại thành cấu trúc ba chiều bên trong nhân tế bào.
Bắt đầu từ giai đoạn sớm nhất của phôi thai, hợp tử -- sự khởi đầu của sự sống của một sinh vật -- các nhà nghiên cứu đã tạo ra một bản đồ RT từ giai đoạn đơn bào này đến giai đoạn phôi làm tổ trong tử cung người mẹ, được gọi là giai đoạn phôi nang.
Phát hiện bất ngờ là RT trong phôi đơn bào không có trật tự lắm, dẫn đến gợi ý rằng quá trình sao chép bộ gen rất linh hoạt trong các tế bào ban đầu này.
Tuy nhiên, sau giai đoạn 4 ô, RT trở nên rõ ràng hơn.
Có một quá trình diễn ra dần dần, phản ánh quá trình thu thập dần dần các sửa đổi đối với DNA và các protein liên quan, được gọi là dấu nhiễm sắc, cho biết hoạt động và tầm quan trọng của gen đối với các chức năng của tế bào.
Maria-Elena Torres-Padilla, tác giả tương ứng của nghiên cứu, giải thích thêm: "Điều này thật đáng chú ý, vì điều này cho chúng ta biết rằng những tế bào phôi ban đầu này có chương trình sao chép bộ gen rất 'linh hoạt'. Bởi vì những tế bào ban đầu này có tính toàn năng, điều đó có nghĩa là, chúng có thể tạo ra từng tế bào trong cơ thể chúng ta. Chúng tôi nghĩ rằng những gì chúng tôi khám phá được trong nghiên cứu này là một trong những lý do tại sao những tế bào này có khả năng đáng kinh ngạc trong việc tạo ra toàn bộ cơ thể." Những phát hiện mới về sao chép DNA có thể đóng vai trò như một công cụ để lập trình lại tế bào.
Tiến sĩ Tsunetoshi Nakatani, tác giả đầu tiên của nghiên cứu, cho biết thêm: “Chúng tôi có thể hình dung việc thay đổi nhận dạng tế bào bằng cách thay đổi chương trình RT thành một chương trình linh hoạt hơn”.
Kết quả còn cho thấy rằng RNA polymerase, thường được gọi là enzyme chịu trách nhiệm đọc mã di truyền và phiên mã nó thành RNA, góp phần xác định chương trình RT chính xác, cung cấp một số gợi ý về cách có thể điều khiển chương trình đó trong tương lai. .
Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng cấu trúc ba chiều của bộ gen được hình thành trước tiên và do đó chương trình RT được thiết lập.
Đây là một phát hiện thú vị, vì nó cho thấy cách bộ gen của chúng ta thích ứng với không gian ba chiều của nhân tế bào ảnh hưởng đến tính linh hoạt của chương trình RT.
Tóm lại, thời gian sao chép DNA là một mảnh ghép hấp dẫn trong câu chuyện vĩ đại về cuộc sống. Nó chứng minh độ chính xác của quá trình sao chép di truyền gắn liền mật thiết với khả năng tạo ra các loại tế bào khác trong cơ thể chúng ta của các tế bào từ phôi thai sớm như thế nào. Khi các nhà nghiên cứu tiếp tục khám phá những mối liên hệ này, chúng tôi hiểu sâu hơn về bản chất của quá trình truyền sự sống, tế bào này sang tế bào khác, sinh vật này sang sinh vật khác và điều gì làm cho tế bào có khả năng tạo ra một cơ thể mới.
Nguồn Helmholtz Munich
- Thuốc chống ung thư đầy hứa hẹn nhắm vào protein KRAS(26/12/2023)
- Enzyme không thể phân biệt DNA nhân tạo với DNA thật(24/12/2023)
- Giấc ngủ rất không đều liên quan đến nguy cơ mắc chứng mất trí nhớ cao hơn(22/12/2023)
- Ánh sáng xanh có khả năng thúc đẩy hoặc cản trở giấc ngủ theo điều khiển(21/12/2023)
- Cộng đồng vi khuẩn đường ruột đa dạng bảo vệ chống lại mầm bệnh có hại(18/12/2023)
- Tiết lộ sự tương đồng giữa thiếu hụt vitamin B12 và bệnh đa xơ cứng(16/12/2023)
Các bài khác
- Thuốc PERUZI trong điều trị các bệnh tim mạch(18/10/2023)
- Lambertu - Pyridostigmin 60 mg - Thuốc thiết yếu trong điều trị bệnh nhược cơ (myasthenia gravis)(11/10/2023)
- Một phương pháp điều trị đầy hứa hẹn cho tình trạng suy nhược do ung thư(8/10/2023)
- Điều trị bệnh tiểu đường thai kỳ an toàn và hiệu quả(5/10/2023)
- Sử dụng corticoid an toàn và hiệu quả(29/9/2023)
- FDA chấp thuận Vắc xin phòng bệnh than Cyfendus(15/9/2023)
- Thuốc Zurzuvae điều trị bệnh trầm cảm sau sinh đầu tiên được FDA chấp nhận(9/9/2023)
- Vắc xin Beyfortus phòng bệnh đường hô hấp dưới RSV ở trẻ sơ sinh(25/8/2023)
- Thuốc nhỏ mắt Xdemvy để điều trị viêm bờ mi do Demodex(22/8/2023)
- Vitamin K bảo vệ chống lại bệnh tiểu đường(5/7/2023)