Geenid määravad tüvirakkude spetsialiseerumise

Teatud tüüpi tüvirakud "valivad" inimese spetsialiseerumise.

Organismi rakulised struktuurid vananevad ja surevad järk-järgult, asendudes uute rakkudega. See mehhanism on iseloomulik peaaegu kõigile organitele ja kudedele. Struktuurid uuenevad tänu tüvirakkude reservile. Täiskasvanud inimese kehas moodustub iga päev viissada miljardit uut vererakku: erütrotsüüte, lümfotsüüte, trombotsüüte (vereplaate).

Vererakkude jagunemise käigus jätkavad üksikud tütarstruktuurid tüvirakkude rolli täitmist, säilitades oma arvu, ja ülejäänud transformeeruvad vererakkudeks. See transformatsioon toimub etappide kaupa ja iga primaarne tüvirakk on võimeline moodustama vererakke. Millest sõltub rakkude transformatsiooni valik ja kas tüvirakkudel on spetsialiseerumine?

Siinkohal on oluline analüüsida teatud struktuuride "pärilikku eelsoodumust". Seega on iga üksiku raku jaoks vaja leida selle "esivanemad" - see tähendab eelmised rakud ja "eelmised eelmised rakud": koostada nn rakuline "genealoogiline puu". Sel eesmärgil sisestatakse geenitehnoloogia meetodite abil raku DNA-sse spetsiaalne geenimärgis, mis võimaldab seda rakupopulatsioonis edasi jälgida. Ja see ei tohiks olla lihtsalt märgis, seda tuleks igas jagunemise etapis muuta.

Sellistest projektidest on huvitatud teadlased paljudest uurimislaboritest, sealhulgas Massachusettsi Tehnoloogiainstituudist, Dana-Farberi Vähiuuringute Instituudist jne.

Mõni aeg tagasi tegid teadlased kindlaks, et loomulik geneetiline marker, mis suudab eristada rakkude põlvkondi, on mitokondriaalne DNA. Selles esineb sageli mutatsioone ja neid on suhteliselt lihtne jälgida, erinevalt tuuma DNA-st.

Praeguseks on palju viise mis tahes struktuuri jälgimiseks. Teadlased on juba suutnud koostada paljude inimese vererakkude genealoogilisi nimekirju. On leitud, et tervete noorte meeste tüvirakud moodustavad sama spetsialiseerumisastmega verestruktuure. Siiski on ka tüvirakke, mis eelistavad moodustada ühte tüüpi rakke – näiteks võivad need olla punased verelibled või eosinofiilid. See eelistus on suhteliselt stabiilne ja kandub edasi põlvest põlve.

Mis juhtub vanusega seotud muutuste süvenedes? Üksikud tüvirakkude rühmad hakkavad teiste üle domineerima, mis viib järk-järgult tavaliste rakurühmade mitmekesisuse vähenemiseni. Selle nähtuse täpne mehhanism pole veel täielikult teada.

Teadlased on õppinud jälgima rakustruktuuride pärilikku ajalugu, märkama geenide aktiivsuse muutusi põlvkondade jooksul. Arvatavasti on selline nähtus rakendatav mitte ainult vererakkude, vaid ka teiste inimkeha rakkude puhul.

Üldise teabe saamiseks uuringu kohta vaadake ajakirja Nature artiklit.