Nova metoda ROOT razkriva pot za odpravo bioloških sprememb, za katere se je nekoč mislilo, da so nepovratne

Raziskovalci na južnokorejskem naprednem inštitutu za znanost in tehnologijo (KAIST), ki ga vodi profesor Kwang-Hyun Cho iz oddelka za biološko in možgansko inženirstvo, so razkrili okvir, ki je sposoben identificirati in nadzorovati mehanizme za nepovratne prehodne celice.

Študija obravnava dolgoletni izziv v biologiji: ko celica vstopi v spremenjeno stanje, kot je preoblikovanje zdravih celic v rakave, se je verjel, da je nemogoče vrniti nazaj. Vendar pa je z uporabo logičnega molekularnega regulativnega omrežja skupina natančno določila jedrska vezja, odgovorna za vzdrževanje teh nepovratnih sprememb. " Z razumevanjem delovanja teh vezj, so raziskovalci razvili strategijo nadzora, znano kot ROOT, kar pomeni razkritje izvirnega vezja nepovratnega prehoda.

Medtem ko ta nepovratnost igra ključno vlogo pri bioloških funkcijah, kot je celična diferenciacija, lahko prispeva tudi k napredovanju bolezni. Na primer, med epitelno-mezenhimskim prehodom rakave celice pridobijo sposobnost širjenja in napadajo okoliška tkiva.

To jim je omogočilo, da identificirajo jedrske vezje, ki povzročajo nepovratnost. Poleg identifikacije, je ekipa uvedla dve inovativni strategiji nadzora. Prvi, imenovan "nastavljanje nadzora", ima za cilj obnoviti celico v prejšnjo stanje, ne da bi spremenili osnovno nepovratnost. To je podobno odklopu vrat, ne da bi odstranili sami ključavnico. Drugi, "povratni nadzor", v celoti odpravlja vir nepovratnosti, kar omogoča celici, da prosto preide med stanji, podobno kot onemogočanje samonaravnanega mehanizma na vratih. Da bi potrdili učinkovitost metode ROOT, so jo raziskovalci testirali na več bioloških modelih.

Med njimi so bile simulacije diferenciacije B-celic, epitelijsko-mezenhimski prehod pri pljučnem raku in modeli diferenciacije enterocitov in beta-celic, pridobljene iz podatkov o transkriptomu ene celice. V vseh teh scenarijih je metoda ROOT uspešno identificirala vzročne vezje, ki so jih znanstveniki prej izogibali. Natančnost teh identifikacij kaže, da metoda obeta za aplikacije tako v osnovnih raziskavah kot v kliničnih okoljih.

Če se metoda ROOT izkaže za učinkovito v realnih aplikacijah, bi lahko vodila do novih terapevtskih pristopov za bolezni, ki jih povzročajo nepovratne celične spremembe. Stvari, kot so nekateri rakovi, nevrodegenerativne motnje in razvojne nepravilnosti, bi lahko koristile od posegov, ki se nanašajo neposredno na jedro nepovratnosti.

Ko se bodo nadaljevale raziskave, bodo znanstveniki verjetno raziskovali, kako metoda ROOT deluje v različnih celičnih okoliščinah in ali jo je mogoče prilagoditi za uporabo pri bolnikih.