Cell: avslöja hur vävnad skyddar DNA från skador under mekaniskt tryck

I det dagliga livet är våra vävnader, såsom hud och muskler, sträckta, sträckta och komprimerade utan att skada celler eller DNA. Ett team av forskare under ledning av Max Planck Institute Institute for Aging Biology, CECAD Excellence Group vid Kölns universitet och Sara Wickstrom vid Institute of Life Sciences vid Helsingfors universitet har nu upptäckt mekanismer som celler skyddar sig mot dessa spänningar, inklusive kärnan Transformera och mjuka upp det genetiska materialet.

Att skydda den genetiska koden i vårt DNA är avgörande för människors hälsa. DNA-mutationer kan orsaka en mängd olika sjukdomar, såsom utvecklingsstörningar eller cancer. Studiens huvudforskare, Michele Nava, sa: 0010010 quot; De flesta av våra vävnader innehåller vävnadsspecifika stamceller, som är en typ av långlivade celler vars funktion är avgörande för vävnadsfunktion och underhåll. Eftersom de har en lång livslängd skyddas de effektivt Genet för dessa celler påverkas inte av mutationer för att förhindra cancer och andra sjukdomar, vilket är mycket viktigt. Vi vet redan mycket om kemikaliens och strålningens roll för att framkalla DNA-skador, men hur mekanisk kraft skadar DNA, och vilken mekanism som finns för att skydda våra celler från sådan skada, hittills vet vi inte. 0010010 quot;

Bildkälla: Cell

För att studera hur DNA i stamceller svarar på mekanisk deformation använde Nava, Miroshnikova och kollegor en speciell mekanisk anordning som exponerar hud- och muskelstamceller för mekanisk stretching liknande det de upplevde i vävnader. På grund av sträckning omorganiseras kärnan och DNA och samtidigt ändras deras mekaniska egenskaper och blir mjukare. 0010010 quot; Vi kan ändra DNA: s mekaniska egenskaper genom att tillämpa mekanisk kraft på stamceller. Denna upptäckt är spännande. Ännu mer häpnadsväckande är att om vi förhindrar denna förändring genom experiment, kommer stamcellerna nu att skadas av DNA, vilket visar att vi har upptäckt En viktig skyddsmekanism. 0010010 quot; Yekaterina Miroshnikova sa att hon ledde studien med Nava och Miroshnikova.

Rikta dig själv i riktning mot kraft

När du studerar stamcellernas cellmekanism 0010010 # 39; svar på stretching, Nava, Miroshnikova och kollegor fann att om de utsätts för mekanisk sträckning under en längre tid kommer hela vävnaden att röra sig i kraftriktningen. Denna vävnadsskala positionering förhindrar deformation av kärnan och dess DNA och återställer dem till sitt ursprungliga tillstånd. Denna vävnadsnivåorientering blir därför ett långsiktigt mekaniskt skydd.

Slutligen noterade forskarna också att på grund av skillnader i nivåerna av viktiga kärnproteiner är cancerceller mindre känsliga för mekanisk sträckning än friska stamceller. Sara Wickström sa: 0010010 quot; Intressant nog är de två kärnegenskaperna som definierar cancer deras genetiska instabilitet, det vill säga ofta förvärv av nya mutationer och deras okänslighet för extern signalstyrning. Ett stort mål för vårt laboratorium i framtiden Det är att förstå hur defekterna i denna nyupptäckta väg kan främja cancerbildning och hur cancer kan använda dessa mekanismer för att undkomma vävnadskontrollmekanismer. 0010010 quot;