Una nueva investigación realizada por biólogos celulares en la Universidad de Toronto U of T proporciona una nueva visión significativa sobre el primer paso que las células madre atraviesan para convertirse en células especializadas que forman órganos.
Los hallazgos publicados en línea en Genes y desarrollo implica la capacidad de las proteínas de permanecer en las células, su estabilidad, como un factor importante para controlar el estado de una célula madre y en la decisión de seguir siendo una célula madre o transformarse en una célula especializada.
Las células madre están reguladas por una red de proteínas que mantienen su capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula, una propiedad conocida como pluripotencia. Estas proteínas, conocidas como factores de transcripción, producidas a partir de genes en el ADN de un organismo, regulan el procesomediante el cual las células deciden si iniciar o no el desarrollo. Los nuevos hallazgos resaltan el papel de KLF4, uno de los factores de transcripción que le da a las células madre sus propiedades únicas.
El descubrimiento fue fortuito ya que los investigadores inicialmente se propusieron investigar cómo se regula el gen KLF4 durante la transcripción, pero pronto centraron su atención en la proteína KLF4.
"Muchos estudios anteriores se centran en los genes que se activan o desactivan a medida que las células madre están destinadas a fabricar órganos específicos", dice el autor principal Navroop Dhaliwal, quien recientemente completó un doctorado con la profesora Jennifer Mitchell en el Departamento de Biología Celular y de Sistemasen la Facultad de Artes y Ciencias de la U de T. "Nuestro trabajo expone una situación anterior en el proceso donde reducir la expresión génica en un 90 por ciento no afecta la cantidad de proteína producida. Fue un hallazgo realmente sorprendente cuando vimos por primera vezresultados "
Los investigadores encontraron que las proteínas KLF4 hechas un día permanecieron funcionales 24 horas después, una sorpresa particular ya que los factores de transcripción generalmente solo duran dos o tres horas en una célula.
Cuando observaron cómo las células madre se diferencian y salen del estado de las células madre, descubrieron que KLF4 se vuelve inestable durante el proceso y, al evitar esta descomposición, las células no pueden diferenciarse.
"Descubrimos que la proteína KLF4 es altamente estable y bloquea las células en el estado de las células madre", dijo Dhaliwal. "Desglosando, sin embargo, libera células madre para especializarse y eventualmente convertirse en los diferentes órganos del cuerpo".
Dhaliwal y sus colegas dicen que los hallazgos indican que la desestabilización de la proteína KLF4 es un paso crítico en la capacidad de una célula madre para convertirse en cualquiera de los cientos de tipos de células especiales que se encuentran en un organismo maduro.
"Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para la medicina regenerativa ya que la construcción de nuevos órganos requiere una comprensión detallada de cómo las células madre salen de su estado inmaduro", dice Dhaliwal, ahora becario postdoctoral en el Hospital para Niños Enfermos en Toronto. "Sabiendo esto, nosotrosahora puede desarrollar formas más eficientes para producir células madre específicas del paciente y diferenciar estas células en células más maduras, que serán el foco de mi trabajo postdoctoral ".
Más allá de su papel en las células madre, KLF4 también está involucrado en numerosos cánceres. Los investigadores sugieren que los mecanismos descubiertos aquí pueden arrojar luz sobre su papel en el desarrollo del cáncer de mama, el carcinoma de células escamosas y el cáncer gastrointestinal.
"Los datos que presentamos destacan la importancia de estudiar tanto el control transcripcional como los mecanismos que afectan la abundancia de proteínas", dice Mitchell. "Estos mecanismos son particularmente oportunos de tener en cuenta a medida que más y más cambios de trabajo se centran en la expresión génica utilizando técnicascomo la secuenciación de ARN de una sola célula, que no habría revelado los mecanismos que descubrimos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Toronto . Original escrito por Neil Macpherson. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :