Клетка: Показать, как ткань защищает ДНК от повреждения под механическим давлением

В повседневной жизни наши ткани, такие как кожа и мышцы, растягиваются, растягиваются и сжимаются без повреждения клеток или ДНК. Команда исследователей во главе с Институтом Макса Планка Института биологии старения, CECAD Excellence Group в Университете Кёльна, и Сара Викстром в Институте наук о жизни в Университете Хельсинки в настоящее время обнаружили механизмы, с помощью которых клетки защищают себя от этих стрессов, в том числе ядра Трансформировать и смягчить генетический материал себя.

Защита генетического кода в нашей ДНК имеет жизненно важное значение для здоровья человека. Мутации ДНК могут вызывать различные заболевания, такие как нарушения развития или рак. Главный ученый исследования, Микеле Нава, сказал: "Большинство наших тканей содержат ткани конкретных стволовых клеток, которые являются одним из видов долгоживущих клеток, функция которых имеет решающее значение для функции ткани и поддержания. Поскольку они имеют длительный срок службы, они эффективно защищены Геном этих клеток не зависит от мутаций для предотвращения рака и других заболеваний, что очень важно. Мы уже знаем много о роли химических веществ и излучения в индуцирующих повреждения ДНК, но как механическая сила повреждает ДНК, и какой механизм существует, чтобы защитить наши клетки от такого повреждения, до сих пор мы не знаем. "

Источник изображения: Ячейка

Для изучения того, как ДНК в стволовых клетках реагирует на механическую деформацию, Нава, Мирошникова и его коллеги использовали специальное механическое устройство, которое подвергает кожу и мышечные стволовые клетки механическому растяжению, аналогичному тому, что они испытывали в условиях тканей. Из-за растяжения ядро и ДНК реорганизуются, и в то же время их механические свойства меняются и становятся мягче. "Мы можем изменить механические свойства ДНК, применяя механическую силу к стволовым клеткам. Это открытие является захватывающим. Еще более удивительным является то, что если мы предотвратим это изменение с помощью экспериментов, стволовые клетки теперь будут повреждены ДНК, что показывает, что мы обнаружили важный механизм защиты. Екатерина Мирошникова сказала, что вела исследование вместе с Навой и Мирошниковой.

Направляй себя в направлении силы

При глубоком изучении клеточного механизма реакции стволовых клеток на растяжение, Нава, Мирошникова и его коллеги обнаружили, что при воздействии механического растяжения в течение более длительного периода времени вся ткань будет двигаться в направлении силы. Это положение в масштабе ткани предотвращает деформацию ядра и его ДНК и восстанавливает их в исходное состояние. Таким образом, эта ориентация на уровень ткани становится долгосрочной механической защитой.

Наконец, исследователи также отметили, что из-за различий в уровнях ключевых ядерных белков, раковые клетки менее чувствительны к механическому растяжению, чем здоровые стволовые клетки. Сара Викстром сказала: "Интересно, что двумя основными характеристиками, определяющими рак, являются их генетическая нестабильность, то есть частое приобретение новых мутаций и их нечувствительность к внешнему управлению сигналом. Основная цель нашей лаборатории в будущем Это понять, как дефекты в этом недавно обнаруженном пути может способствовать образованию рака, и как рак может использовать эти механизмы, чтобы избежать механизмов контроля тканей. "