پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

محققان برای اولین بار  اعلام کردند که ERK، به عنوان یک بازیگر کلیدی در سیگنالینگ سلول‌های بنیادی، اطلاعات را از طریق پالس‌های فعالیت سریع پردازش می‌کند. پالس‌های فعالیت ERK هر شش تا هفت دقیقه یکبار انجام می‌شوند. نوسانات یک ویژگی شناخته شده در فرآیندهای سیگنالینگ هستند. در واقع، مدت زمان بازه‌ی ضربان ممکن است اطلاعات ضروری را در جهت تصمیم‌گیری سرنوشت متفاوت در کشت‌های سلول‌های بنیادی رمزگذاری کند. احتمالاً این تغییرات از ضربان به سکون است که نقش تعیین کننده‌ای را ایفا می‌کند.

 سلول‌های بنیادی در طول رشد خود، مراحلی را طی می‌کنند. انتقال بین این مراحل توسط مولکول‌های سیگنالینگ که میان سلول‌های همسایه مبادله می‌شوند، صورت می‌گیرد. یکی از مهم‌ترین سیگنال‌ها در طول جنین‌زایی اولیه پستانداران، فاکتور رشد فیبروبلاست4 (FGF4) می‌باشد. هنگامی که FGF4 توسط یک سلول شناسایی می‌شود، این اطلاعات توسط شبکه‌ای از پروتئین‌های سیگنال‌دهنده پردازش شده و در نتیجه یک پاسخ سلولی ایجاد می‌گردد. در این میان، نقش و تعاملات بازیگران کلیدی شبکه به خوبی شناخته شده است؛ اما اطلاعات کمی در مورد دینامیک سیگنالینگ وجود دارد.

دینامیک سرنوشت سلول را تعیین می‌کند. برای مثال، دو سیگنال مولکولی متفاوت، پاسخ‌های سلولی متفاوتی را تحریک می‌کنند - تمایز و رشد سلولی - حتی اگر از شبکه انتقال سیگنال یکسانی استفاده کنند. این امر امکان‌پذیر است؛ زیرا دینامیکی که سیستم انتقال سیگنال با آن فعال می‌شود، برای هر یک از دو سیگنال مولکولی خاص است. به طوریکه یکی سیستم را برای مدت کوتاهی فعال می‌کند که منجر به رشد سلول می‌شود و دیگری همان سیستم را برای مدت طولانی جهت تمایز به کار می‌گیرد.

اکنون محققان توانستند درک بهتری از دینامیک سیگنالینگ سریع در سلول‌های بنیادی به دست آورند. با معرفی یک حسگر فلورسنت در سلول‌های بنیادی زنده، دانشمندان می‌توانند فعالیت پروتئین سیگنال دهنده اصلی ERK را در زمان واقعی اندازه‌گیری کنند. فعالیت ERK برای تبدیل سیگنال‌های مولکولی به یک پاسخ ژنتیکی و در نتیجه برای تنظیم تمایز سلول‌های بنیادی مهم است.

https://phys.org/news/2022-02-dimension-stem-cell.html.