Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Onderzoekers ontsluiten hoe cellen hun functies bepalen

In een baanbrekende ontdekking heeft een team van onderzoekers onder leiding van Dr. Lily Wu van de Universiteit van Californië, Berkeley, de geheimen ontsluierd van hoe cellen hun functies in het lichaam bepalen. Deze doorbraak, gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Nature, heeft verstrekkende gevolgen voor het begrijpen en behandelen van een breed scala aan ziekten.

Een van de meest fundamentele vragen in de biologie is hoe cellen, de fundamentele bouwstenen van alle levende organismen, hun verschillende identiteiten en functies verwerven. Dit proces, bekend als cellotspecificatie, is cruciaal voor de goede ontwikkeling en werking van weefsels en organen. Fouten in de specificatie van het lot van de cellen kunnen leiden tot ontwikkelingsstoornissen, ziekten zoals kanker en weefseldegeneratie.

Wetenschappers bestuderen al tientallen jaren de mechanismen die de specificatie van het lot van cellen reguleren, maar er blijven nog veel mysteries bestaan. Dr. Wu en haar team kozen voor een nieuwe aanpak om deze uitdaging aan te pakken, waarbij ze zich concentreerden op de rol van niet-coderende RNA-moleculen bij het sturen van de celidentiteit en -functie.

Niet-coderende RNA's, ooit beschouwd als 'junk-DNA', worden nu erkend als essentiële spelers in genregulatie. Het team van Dr. Wu ontdekte dat specifieke niet-coderende RNA-moleculen fungeren als 'cellulaire GPS' en instructies geven die cellen ertoe aanzetten zich te differentiëren in specifieke afstammingslijnen en gespecialiseerde functies te verwerven.

De onderzoekers ontdekten dat deze niet-coderende RNA's werken door de expressie te controleren van sleutelgenen die betrokken zijn bij de specificatie van het lot van de cellen. Door de niveaus van deze RNA's te verfijnen, kunnen de cellen beslissingen nemen over hun identiteit en functie als reactie op externe signalen zoals groeifactoren en signaalmoleculen.

De implicaties van deze ontdekking zijn diepgaand. Het opent nieuwe wegen om te begrijpen hoe ontwikkelingsprocessen mislopen bij ziekten zoals kanker, waarbij cellen hun normale identiteit en functie verliezen. Door niet-coderende RNA-niveaus te manipuleren, kan het mogelijk zijn deze afwijkingen te corrigeren en het normale cellulaire gedrag te herstellen.

Het werk van Dr. Wu heeft ook potentiële toepassingen in de regeneratieve geneeskunde. Door de moleculaire mechanismen te begrijpen die de specificatie van het lot van cellen bepalen, kunnen wetenschappers mogelijk methoden ontwikkelen om uit stamcellen specifieke celtypen te genereren, die kunnen worden gebruikt om beschadigde weefsels te repareren of zieke weefsels te vervangen.

Het onderzoeksteam voert nu verder onderzoek uit om de gedetailleerde mechanismen op te helderen waarmee niet-coderende RNA's de specificatie van het lot van cellen sturen. Ze onderzoeken ook de mogelijke therapeutische toepassingen van hun bevindingen en werken aan de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor een reeks ziekten.

Het baanbrekende werk van Dr. Wu heeft ons begrip van de identiteit en functie van cellen opnieuw gedefinieerd, waardoor de weg is vrijgemaakt voor baanbrekende ontwikkelingen in de geneeskunde en biologie.