Zelle: Zeigen, wie Gewebe DNA vor Schäden unter mechanischem Druck schützt

Im täglichen Leben werden unsere Gewebe, wie Haut und Muskeln, gedehnt, gedehnt und komprimiert, ohne Zellen oder DNA zu beschädigen. Ein Forscherteam um das Max-Planck-Institut für Alterungsbiologie, die CECAD Excellence Group der Universität zu Köln und Sara Wickstrom vom Institut für Biowissenschaften der Universität Helsinki haben nun die Mechanismen entdeckt, mit denen sich Zellen vor diesen Belastungen schützen, einschließlich des Kerns Transform und Erweichung des genetischen Materials selbst.

Der Schutz des genetischen Codes in unserer DNA ist für die menschliche Gesundheit von entscheidender Bedeutung. DNA-Mutationen können eine Vielzahl von Krankheiten verursachen, wie Entwicklungsstörungen oder Krebs. Der Chefwissenschaftler der Studie, Michele Nava, sagte: "Die meisten unserer Gewebe enthalten gewebespezifische Stammzellen, die eine Art langlebiger Zellen sind, deren Funktion für die Gewebefunktion und -erhaltung entscheidend ist. Da sie eine lange Lebensdauer haben, sind sie effektiv geschützt Das Genom dieser Zellen wird nicht durch Mutationen beeinflusst, um Krebs und andere Krankheiten zu verhindern, was sehr wichtig ist. Wir wissen bereits viel über die Rolle von Chemikalien und Strahlung bei der Induzieren von DNA-Schäden, aber wie mechanische Kraft die DNA schädigt, und welchen Mechanismus es gibt, um unsere Zellen vor solchen Schäden zu schützen, wissen wir bisher nicht. "

Bildquelle: Zelle

Um zu untersuchen, wie die DNA in Stammzellen auf mechanische Verformungen reagiert, verwendeten Nava, Miroshnikova und Kollegen ein spezielles mechanisches Gerät, das Haut- und Muskelstammzellen einer mechanischen Dehnung aussetzt, ähnlich wie sie es in Gewebebedingungen erlebt haben. Durch Dehnung werden Der Kern und die DNA neu organisiert und gleichzeitig ihre mechanischen Eigenschaften verändert und weicher. "Wir können die mechanischen Eigenschaften der DNA ändern, indem wir mechanische Kraft auf Stammzellen anwenden. Diese Entdeckung ist spannend. Noch erstaunlicher ist, dass, wenn wir diese Veränderung durch Experimente verhindern, die Stammzellen nun durch DNA beschädigt werden, was zeigt, dass wir einen wichtigen Schutzmechanismus entdeckt haben. "Jekaterina Miroshnikowa sagte, dass sie die Studie mit Nava und Miroshnikova leitete.

Richten Sie sich in Richtung Gewalt

Bei der tiefen Untersuchung des zellulären Mechanismus der Stammzellen Reaktion auf Dehnung, Nava, Miroshnikova und Kollegen festgestellt, dass, wenn mechanische Dehnung für einen längeren Zeitraum ausgesetzt, das gesamte Gewebe wird in Richtung der Kraft bewegen. Diese Gewebepositionierung verhindert die Verformung des Kerns und seiner DNA und stellt sie in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Diese Gewebeorientierung wird somit zu einem langfristigen mechanischen Schutz.

Schließlich stellten die Forscher auch fest, dass Krebszellen aufgrund der unterschiedlichen Konzentrationen wichtiger Kernproteine weniger empfindlich auf mechanische Dehnung reagieren als gesunde Stammzellen. Sara Wickstrom sagte: "Interessanterweise sind die beiden Hauptmerkmale, die Krebs definieren, ihre genetische Instabilität, d. h. die häufige Erfassung neuer Mutationen, und ihre Unempfindlichkeit gegenüber externer Signalsteuerung. Ein wichtiges Ziel für unser Labor in der Zukunft Es ist zu verstehen, wie die Defekte in diesem neu entdeckten Weg die Bildung von Krebs fördern können, und wie Krebs diese Mechanismen nutzen kann, um Gewebekontrollmechanismen zu entkommen. "