פתיחת סודותיהם של תאי גזע המטופואטיים ארוכים

יחי תאי הגזע!

הכוח המניע של ההזדקנות התאית הוא הצטברות של חלבונים שהגיעו לסוף חייהם השימושיים. עם הגיל, חלבונים נוטים להתקפל, להצטבר ולהצטבר בתוך התא, מה שמוביל ללחץ רעיל שעלול לשבש את תפקוד התא".

ד"ר אנדרה קטיק, מחבר מקביל, פרופסור עוזר וחוקר CPRIT בחקר הסרטן במרכז האפינגטון להזדקנות בביילר

תאים העוסקים לעתים קרובות בחלוקת תאים, כמו תאי אבות, יכולים להיפטר מאגרגטים של חלבון באמצעות דילול. מצד שני, HSCs ארוכי חיים, שאינם מתחלקים לעתים קרובות, מתמודדים עם הבעיה של הצטברות חלבונים שגויים ולחץ רעיל שלאחר מכן. עם זאת, HSCs נשארים אטומים להזדקנות. איך הם עושים את זה?

"הבנת המנגנונים המולקולריים התורמים להזדקנות HSC לא רק תורמת לתחום הביולוגיה הרגילה של HSC, אלא גם עשויה להיות בעלת רלוונטיות קלינית משמעותית לטיפול בסרטן", אמרה שותפה למחברת הראשונה של העבודה, ד"ר לורן מניקס, שהייתה ב- מעבדת Catic בזמן העבודה על הפרויקט הזה.

מלווים מולקולריים בעבודה

מחקרים קודמים הראו שתאי יונקים מבטאים כמה מאות של צ'פרונים מולקולריים, חלבונים המשמרים או משנים את המבנה התלת מימדי של חלבונים קיימים. ציקלופילינים, אחד מהמלווים הנפוצים ביותר, היו מעורבים בתהליך ההזדקנות. עם זאת, כיצד הם משפיעים על חלבונים תאיים לא נחקר בעבר.

בעבודה עם עכברים, החוקרים אפיינו לראשונה את תכולת החלבון של HSCs וגילו שציקלופילין A הוא מלווה נפוץ. ניסויים נוספים הראו כי הביטוי של cyclophilin A ירד באופן משמעותי ב-HSCs מיושן, וביטול גנטי של cyclophilin A האיץ את ההזדקנות הטבעית בתא תאי הגזע. לעומת זאת, החדרה מחדש של cyclophilin A לתוך HSCs מיושן שיפרה את תפקודם. יחד, ממצאים אלה תומכים בציקלופילין A כגורם מפתח באורך החיים של HSCs.

חיבור cyclophilin A, חלבונים עם הפרעות מהותית ואריכות ימים של HSC

לאחר מכן, הצוות חקר את החלבונים שאיתם ציקלופילין A מקיים אינטראקציה, ומשמר את יציבותם. "מצאנו שחלבונים המועשרים באזורים מופרעים מהותית הם מטרות תכופות של המלווה", אמר קטיק.

חלבונים עם הפרעות מהותית משנים באופן טבעי את מבנה התלת-ממד שלהם כדי לקיים אינטראקציה עם חלבונים שונים, חומצות גרעין או מולקולות אחרות. כתוצאה מכך, חלבונים העשירים באזורים מופרעים מהותית מווסתים תהליכים תאיים רבים על ידי קידום פעילויות ספציפיות בין מולקולות. "בשל טבעם הגמיש, חלבונים מופרעים באופן מהותי נוטים להצטבר. ציקלופילין A תומך בחלבונים אלה במילוי תפקידיהם ובו זמנית מונע מהם להתקבץ", אמר קטיק.

יתר על כן, הממצאים מצביעים על כך שציקלופילין A יוצר אינטראקציה עם חלבונים עם הפרעות מהותית מרגע הסינתזה שלהם. "כאשר החלבונים הללו נוצרים, ציקלופילין A מוודא שהם שומרים על הקונפורמציות המתאימות ונשמרים ברמות מספיקות", אמר קטיק. "דלדול גנטי של ציקלופילין A גורם לתאי גזע שחסרים באופן מובהק חלבונים מופרעים באופן מהותי."

"לראשונה, המחקר שלנו הראה שייצור חלבונים מופרעים ושמירה על המגוון המבני של החלבונים בתא ממלא תפקיד בהזדקנות HSC," אמר Maneix.

שותפה לסופרת הראשונה פולינה איאקובה, צ'ארלס ג'י לי, שאנון אי. מור, שואן לו, גנדאר ק. דאטאר, סדריק טי היל, אריק ספונר, ג'ורדון סי.קיי קינג, דייוויד ב סייקס, בורג'ה סאז, ברונו די סטפנו, שי Chen, Daniela S. Krause, Ergun Sahin, Francis TF Tsai, Margaret A. Goodell, Bradford C. Berk and David T. Scadden תרמו אף הם למחקר זה.