De studie in Genes & Development laat zien dat muisembryonale stamcellen in diapauze-achtige toestanden hun pluripotentie behouden ondanks een scherpe daling van metabolisme en biosynthese. Eerder onderzoek had al aangetoond dat meerdere ingrepen Ą0zoals mTOR-blokkade, verlaging van Myc of veranderingen in chromatine-regulatoren als MOFЌellen in energiezuinige modi kunnen duwen. Alexander Tarakhovsky van Rockefeller University beschouwt diapauze als een overlevingsstrategie die via verschillende wegen bereikt kan worden.
De onderzoekers gebruikten I-BET151, een in het lab ontwikkelde BET-remmer die Myc-tekort nabootst, en remden mTOR om voedingsschaarste te simuleren. In beide condities bleven de cellen pluripotent terwijl hun stofwisseling, RNA-productie en eiwitsynthese sterk afnamen. De cellen weerstonden pogingen om differentiatie af te dwingen en hervatten, na het verwijderen van de remmers, normale ontwikkeling en konden bijdragen aan gezonde embryo's.
Op moleculair niveau activeerden alle stressoren eenzelfde kernreactie: genen die remmen op het MAP-kinasepad werden aangezet. De onderzoekers vonden dat verschillende stressoren het repressieve eiwit Capicua verdrongen; zonder Capicua konden die remgenen aan en hielden ze het differentieerpad geblokkeerd. Het uitzetten van die remmen leidde juist tot verlies van pluripotentie en snelle specialisatie.
De bevinding ondersteunt het idee dat diapauze voortkomt uit de structuur van regulatoire netwerken. De auteurs koppelen dit aan eerder epigenetisch werk uit het Tarakhovsky-lab, inclusief nabootsing van histonen, en bespreken bredere implicaties: dezelfde remmende werking kan verklaren hoe immuuncellen, weefselstamcellen, virussen en kankercellen overleven tijdens langdurige metabolische stress. Het team onderzoekt ook of diapauze-achtige programma's veroudering van neuronen en weerstand tegen schade beïnvloeden.
Moeilijke woorden
- diapauze — rusttoestand met laag metabolisme bij organismendiapauze-achtige
- pluripotentie — vermogen van een cel om verschillende typen te vormen
- metabolisme — alle chemische processen in een cel of organisme
- biosynthese — aanmaak van moleculen zoals eiwitten in cellen
- BET-remmer — stof die BET-eiwitten remt en genexpressie beïnvloedt
- mTOR — celpad dat reageert op voeding en groeisignalen
- MAP-kinasepad — signaalroute die celreacties op stress regelt
- epigenetisch — veranderingen in genexpressie zonder wijziging van DNA
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke mogelijke toepassingen of gevolgen ziet u als wetenschappers diapauze-achtige programmering kunnen beheersen in stamcelonderzoek?
- De auteurs noemen overeenkomsten met immuuncellen, virussen en kankercellen. Hoe zou dit begrip van overleving tijdens metabolische stress onderzoek of behandeling kunnen beïnvloeden?
Gerelateerde artikelen
Druk op kustdorpen in Zuid-Trinidad door spanningen bij Venezuela
In Icacos en Cedros, in het zuiden van Trinidad, groeit de onveiligheid door stijgende Amerikaanse en Venezolaanse militaire activiteit. Dit raakt vissers, migranten en lokale diensten en zet de regering voor lastige keuzes.
Gezichtsverlies: onderzoek en mogelijke behandelingen
Een nieuwe video bespreekt gezichtsverlies en onderzoekt of verloren zicht teruggegeven kan worden. Juliette McGregor van de University of Rochester legt uit dat blindheid een spectrum is en bespreekt onderzoek en toekomstige behandelideeën.
Modulaire GA1CAR maakt CAR‑T‑therapie flexibeler
Onderzoekers van de University of Chicago ontwikkelden GA1CAR, een modulair CAR‑T‑systeem dat korte antistoffragmenten gebruikt om te regelen wanneer en waar cellen actief zijn. In proefdieren remden deze cellen tumorgroei en konden later opnieuw geactiveerd worden.
GLP‑1‑medicijnen en minder middelengebruikstoornissen
Onderzoekers vonden dat GLP‑1‑medicijnen bij mensen met type 2‑diabetes samenhangen met minder nieuwe middelengebruikstoornissen en minder ernstige schade bij mensen met een bestaande stoornis. De auteurs adviseren gerandomiseerde klinische proeven.
Hoge doses antioxidanten kunnen sperma en nakomelingen beïnvloeden
Een muizenstudie laat zien dat langdurig hoge doses antioxidanten het DNA van sperma kunnen beschadigen en veranderingen in schedel en gezicht bij nakomelingen veroorzaken. Onderzoekers adviseren mannen voorzichtig te zijn met hoge-dosis supplementen.