Virus singolo utilizzato per convertire cellule adulte alle cellule staminali cellule simil-embrionali

Aprile 25, 2016 Admin Salute 0 2
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Whitehead Institute ricercatori hanno notevolmente semplificato la creazione del cosiddetto staminali pluripotenti indotte (IPS), tagliando il numero di virus utilizzati nel processo riprogrammazione quattro a uno. Gli scienziati sperano che queste cellule staminali simili alle cellule embrionali potrebbero eventualmente essere utilizzati per il trattamento di malattie come il morbo di Parkinson e il diabete.

Gli sforzi di riprogrammazione primi affidamento su quattro virus separati per trasferire i geni nel DNA delle cellule - un virus per ogni gene riprogrammazione (Oct4, Sox2, c-Myc e Klf4). Una volta attivati, questi geni convertono le cellule dalla loro età, lo stato differenziato a uno stato embrionale-like.

Tuttavia, questo metodo presenta rischi significativi per uso potenziale nell'uomo. I virus usati in riprogrammazione sono associati con il cancro perché possono inserire DNA ovunque nel genoma di una cellula, così potenzialmente innescando l'espressione dei geni che causano il cancro, o oncogeni. Per le cellule iPS possono essere impiegati per il trattamento di malattie umane, i ricercatori devono trovare alternative sicure riprogrammazione con tali virus. Quest'ultima tecnica rappresenta un progresso significativo nel tentativo di eliminare i virus potenzialmente dannosi.




Bryce Carey, uno studente laureato del MIT che lavora nel laboratorio di Whitehead membro Rudolf Jaenisch, guidato lo sforzo unendo in tandem i quattro geni riprogrammazione attraverso l'uso di frammenti di DNA che codificano per i polimeri noti come peptidi 2A. Lavorando con altri in laboratorio, poi costituito un cosiddetto virus policistronica capace di esprimere tutti quattro geni riprogrammazione volta che è inserito nei genomi di mature mouse e cellule umane.

Quando le cellule macchine proteine ​​creando legge i geni tandem 'DNA, inizia facendo una proteina. Tuttavia, quando si cerca di leggere il peptide DNA 2A che risiede tra i geni, la macchina si ferma momentaneamente, permettendo proteine ​​del primo gene per essere rilasciato. La macchina passa poi al secondo gene, crea proteina del gene, si blocca quando raggiunge un altro pezzo di peptide 2A DNA, e rilascia proteine ​​del secondo gene. Il processo continua fino a quando la macchina ha le proteine ​​per tutti i quattro geni.

Utilizzando i geni tandem, Carey ha creato cellule iPS che contengono solo una singola copia del vettore policistronica invece di molteplici integrazioni dei virus. Tale avanzamento significativo indica che l'approccio può diventare ancora più sicuro se combinato con tecnologie quali il targeting gene, che consente a un singolo transgene da inserire in posizioni definite.

È interessante notare che, mentre il singolo metodo-virus di Carey integra tutti i quattro geni nella stessa posizione, ha dimostrato di essere circa 100 volte meno efficiente di anziani approcci alla riprogrammazione. Questo fenomeno resta sotto osservazione.

"Siamo rimasti sorpresi dalla minore efficienza", spiega Carey. "Non siamo sicuri del perché, ma abbiamo bisogno di guardare quello che sta succedendo con livelli di espressione delle proteine ​​del virus policistronica rispetto alle proteine ​​virus separati."

Sebbene il metodo di virus è meno efficiente, Jaenisch mantiene rappresenta un importante progresso nel campo.

"Si tratta di uno strumento estremamente utile per lo studio dei meccanismi di riprogrammazione", dice Jaenisch, che è anche un professore di biologia al MIT. "Utilizzando questo virus crea un unico integrazione nel DNA delle cellule, il che rende le cose molto più facili da gestire."

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