ยีนเป็นตัวกำหนดความพิเศษของเซลล์ต้นกำเนิด

สเต็มเซลล์บางประเภท "เลือก" ความเชี่ยวชาญเฉพาะบุคคล

โครงสร้างเซลล์ของสิ่งมีชีวิตจะค่อยๆ แก่และตาย และถูกแทนที่ด้วยเซลล์ใหม่ กลไกนี้เป็นลักษณะของอวัยวะและเนื้อเยื่อเกือบทั้งหมด โครงสร้างได้รับการ ต่ออายุด้วยการสำรองสเต็มเซลล์เซลล์เม็ดเลือดใหม่จำนวนห้าแสนล้านเซลล์ถูกสร้างขึ้นทุกวันในร่างกายมนุษย์ที่เป็นผู้ใหญ่: เม็ดเลือดแดง, เซลล์เม็ดเลือดขาว, เกล็ดเลือด (แผ่นเลือด)

ในระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์เม็ดเลือด โครงสร้างลูกสาวแต่ละคนยังคงทำหน้าที่ของเซลล์ต้นกำเนิดเพื่อรักษาจำนวนของเซลล์ต่อไป และส่วนที่เหลือจะถูกเปลี่ยนเป็นเซลล์เม็ดเลือด การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นเป็นระยะ และเซลล์ต้นกำเนิดหลักใดๆ ก็สามารถสร้างเซลล์เม็ดเลือดได้ การเลือกเปลี่ยนรูปเซลล์ขึ้นอยู่กับอะไร และสเต็มเซลล์มีความเชี่ยวชาญพิเศษหรือไม่?

สิ่งสำคัญคือต้องวิเคราะห์ "ความบกพร่องทางพันธุกรรม" ของโครงสร้างบางอย่าง ดังนั้นสำหรับแต่ละเซลล์จึงจำเป็นต้องค้นหา "บรรพบุรุษ" ของมัน - นั่นคือเซลล์ก่อนหน้าและ "เซลล์ก่อนหน้าก่อนหน้า": เพื่อรวบรวมสิ่งที่เรียกว่า "ต้นไม้ลำดับวงศ์ตระกูล" ของเซลล์ เพื่อจุดประสงค์นี้ โดยใช้วิธีการทางพันธุวิศวกรรม แท็กยีนพิเศษจะถูกแทรกเข้าไปใน DNA ของเซลล์ ซึ่งทำให้สามารถสังเกตเพิ่มเติมในประชากรเซลล์ได้ และไม่ควรเป็นเพียงป้ายกำกับ แต่ควรแก้ไขในแต่ละขั้นตอนของการแบ่ง

นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการวิจัยหลายแห่ง เช่น Massachusetts Institute of Technology, Dana-Farber Cancer Research Institute เป็นต้น สนใจโครงการดังกล่าว

เมื่อไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าเครื่องหมายทางพันธุกรรมตามธรรมชาติที่สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างเซลล์รุ่นต่างๆ ได้คือ DNA ของไมโตคอนเดรีย การกลายพันธุ์เกิดขึ้นบ่อยครั้ง และง่ายต่อการติดตาม ไม่เหมือน DNA ของนิวเคลียส

ในปัจจุบัน มีหลายวิธีในการสังเกตโครงสร้างใดโครงสร้างหนึ่ง นักวิจัยสามารถสร้างรายการลำดับวงศ์ตระกูลของเซลล์เม็ดเลือดมนุษย์จำนวนมากได้แล้ว พบว่าสเต็มเซลล์จากชายหนุ่มที่มีสุขภาพดีสร้างโครงสร้างเลือดที่มีความเชี่ยวชาญในระดับเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ยังมีเซลล์ต้นกำเนิดบางชนิดที่ต้องการสร้างเซลล์ประเภทเดียว เช่น อาจเป็นเซลล์เม็ดเลือดแดงหรืออีโอซิโนฟิล การตั้งค่านี้ค่อนข้างคงที่และส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่น

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับอายุเพิ่มขึ้น? กลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดแต่ละกลุ่มเริ่มมีอำนาจเหนือกลุ่มเซลล์อื่นๆ ซึ่งค่อยๆ นำไปสู่การลดลงของความหลากหลายของกลุ่มเซลล์ทั่วไป กลไกที่แท้จริงของปรากฏการณ์นี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้

นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ที่จะติดตามประวัติทางพันธุกรรมของโครงสร้างเซลล์ เพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของยีนจากรุ่นสู่รุ่น สันนิษฐานว่าปรากฏการณ์ดังกล่าวสามารถใช้ได้ไม่เพียงกับเซลล์เม็ดเลือดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเซลล์อื่น ๆ ของร่างกายมนุษย์ด้วย

สำหรับข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับการศึกษานี้ โปรดดูที่วารสาร Nature