Bölünen bir hücrede (yukarıda), peroksizomlar (yeşil) olarak adlandırılan minik organlar belirgin yaylar halinde eşit olarak paylaştırılır. Pex11b proteininden yoksun hücrelerde, peroksizomlar artık eşit olarak paylaştırılmamıştır.
Hücreler bölünerek, kendilerini yenilerler ancak, yeni dokuları üretmekten veya onarmaktan sorumlu olan kök hücrelerin bir seçeneği vardır: daha fazla kök hücre üretebilir veya deri hücrelerine, karaciğer hücrelerine, ya da neredeyse vücudun özelleşmiş hücre tiplerinden herhangi birine dönüşebilirler.
3 Şubat’ta Science Dergi’sinde bildirildiği üzere, The Rockefeller University’deki bilim insanları, bu öneml kararın, minik organ benzeri yapıların, organellerin, bölünen kök hücreler içerisinde düzgün bir şekilde bölünüp bölünmeyeceğine bağlı olabileceğini keşfetti.
Kıdemli yazar Elaine Fuchs, Rebecca C. Lancefield Profesörü ve Memeli Hücre Biyolojisi ve Geliştirme Robin Chemers Neustein Laboratuarı başkanı ” “Vücudun dokularının düzgün bir şekilde gelişip kendilerini koruyabilmesi için, yenilenme ve ayrımlaşma(farklılaşma) özenle dengelenmelidir.” diyor.“Deneylerimiz, hücresel organellerin konumlandırılması ve kalıtımsallaşmasında, bu durumdaki enzimle dolu peroksizomların, bu karmaşık dengenin kontrolünde beklenmedik bir rolü olduğunu gösteriyor.”
Düzensiz Bölünme
Derinin dış kısmı olan epidermis, vücut için koruyucu bir bariyer görevi görür ve kök hücreler epidermisin içerisinde yoğun bir şekilde bulunur.Gelişim boyunca, bu hücreler bölünür,böylece yenilenen bir kök hücre bağı iç kısımda kalırken diğer bağ ayrışır ve dış kısma doğru hareket ederek epidermisin dış katmanlarının bir parçası haline gelir. Laboratuarda çalışa bir yüksek lisans öğrencisi olan Amma Asare, cilt hücrelerinin ilk nasıl ortaya çıktığını ve bu değişimin nasıl başladığını anlamak istedi.
Asare, fare derisinin gelişimine bakarak, ya kök gibi kalmış ya da farklılaşmış yeni hücreler arasındaki dengeyi sağlamaya yardımcı olan genleri tanımlama yaklaşımı geliştirmiştir.Özel bir protein olan,Pex11b, dikkatini çekmiştir.Bu protein, peroksizomu çevreleyen zarla ve besinlerden enerjiyi serbest bırakmaya yardımcı olan bir organel ile bağlantılıdır.
Asare, proteinin, organellerin doğru konumlandığından emin olarak çalıştığını, böylece ilişkili hücreler arasında bölünebileceğini gösterdi.Pex11b’den yoksun olan hücrelerde, peroksizomlar eşit oranda bölünmemişlerdi.(Bazı durumlarda, ilişkili bir hücre peroksizomların tümünü alırken diğerleri hiçbir şey alamaz.) ve peroksizom dağılımı bozulmuş olan hücrelerde, hücre bölünmesi daha uzun sürdü ve hücre bağlarının genetik materyalini ayıran yapı olan mitotik iğcik, doğru bir şekilde dizilemedi.
Asare, Pex11b’nin deri kök hücrelerinin tükenmesinin, daha az sayıdaki bağ hücrelerin, olgun deri hücrelerine ayrımlaşabildiğinden kaynaklı olduğu sonucunu net olarak buldu.
Bir gecikme kaderi değiştirebilir
Araştırmacılar daha sonra hücredeki peroksizomları çok yönlü bir laboratuar tekniği kullanarak taşıdılar, ve yine etki aynı oldu. Asare “Peroksizomlar, hücre bölünmesi sırasında yanlış konumda olursa, ne şekilde oraya ulaşmış olurlarsa olsunlar,işlem yavaşlıyor” ifadesinde bulundu.
Sonuç bütün organizmalar için dramatikti: eğer kök hücrelerde peroksizom konumu bozulursa, farelerin embriyoları artık normal deri oluşturamıyordu.
Howard Hughes Medical Institute’de araştırmacı olan Fuchs ,“Bazı kanıtlar halihazırda enerji üreten mitokondrilerde dahil olmak üzere organallerin dağılımının hücre bölünmesinin sonucunu etkileyeceğini öne sürmüş olsa da, biz ilk kez bu fenomenin doku oluşumu ve kök hücrelerin düzgün davranışı için gerekli olduğunu gösterdik” diye ekledi.
Kaynak: https://phys.org/news/2017-02-scientists-unexpected-stem-cells-fate.html
Daha fazla bilgi:Amma Asare et al, Coupling organelle inheritance with mitosis to balance growth and differentiation, Science (2017). DOI: 10.1126/science.aah4701
Çeviri: Zeynep Kübra Akpınar