Célula: Revela cómo el tejido protege el ADN del daño bajo presión mecánica

En la vida diaria, nuestros tejidos, como la piel y los músculos, se estiran, estiran y comprimen sin dañar las células ni el ADN. Un equipo de investigadores liderado por el Instituto Max Planck Institute for Aging Biology, el Grupo de Excelencia CECAD de la Universidad de Colonia y Sara Wickstrom del Instituto de Ciencias de la Vida de la Universidad de Helsinki han descubierto los mecanismos por los cuales las células se protegen de estas tensiones, incluyendo el núcleo Transformar y suavizar el material genético en sí.

Proteger el código genético de nuestro ADN es vital para la salud humana. Las mutaciones en el ADN pueden causar una variedad de enfermedades, como trastornos del desarrollo o cáncer. El científico jefe del estudio, Michele Nava, dijo: "La mayoría de nuestros tejidos contienen células madre específicas del tejido, que son un tipo de células de larga duración cuya función es fundamental para la función y el mantenimiento del tejido. Debido a que tienen una larga vida útil, están efectivamente protegidos El genoma de estas células no se ve afectado por mutaciones para prevenir el cáncer y otras enfermedades, lo cual es muy importante. Ya sabemos mucho sobre el papel de los productos químicos y la radiación en la inducción de daños en el ADN, pero cómo la fuerza mecánica daña el ADN, y qué mecanismo existe para proteger nuestras células de tal daño, hasta ahora no lo sabemos. "

Fuente de la imagen: Celda

Para estudiar cómo el ADN en las células madre responde a la deformación mecánica, Nava, Miroshnikova y colegas utilizaron un dispositivo mecánico especial que expone la piel y las células madre musculares al estiramiento mecánico similar a lo que experimentaron en los tejidos Condiciones. Debido al estiramiento, el núcleo y el ADN se reorganizan, y al mismo tiempo, sus propiedades mecánicas cambian y se vuelven más suaves. "Podemos cambiar las propiedades mecánicas del ADN aplicando fuerza mecánica a las células madre. Este descubrimiento es emocionante. Aún más sorprendente es que si prevenimos este cambio a través de experimentos, las células madre ahora serán dañadas por el ADN, lo que muestra que hemos descubierto un mecanismo de protección importante. "Yekaterina Miroshnikova dijo que ella dirigió el estudio con Nava y Miroshnikova.

Dirigirse a sí mismo en la dirección de la fuerza

Cuando se estudia profundamente el mecanismo celular de la respuesta de las células madre al estiramiento, Nava, Miroshnikova y sus colegas encontraron que si se exponen al estiramiento mecánico durante un período de tiempo más largo, todo el tejido se moverá en la dirección de la fuerza. Este posicionamiento a escala tisular previene la deformación del núcleo y su ADN y los restaura a su estado original. Por lo tanto, esta orientación a nivel de tejido se convierte en una protección mecánica a largo plazo.

Por último, los investigadores también observaron que debido a las diferencias en los niveles de proteínas nucleares clave, las células cancerosas son menos sensibles al estiramiento mecánico que las células madre sanas. Sara Wickstrom dijo: "Curiosamente, las dos características principales que definen el cáncer son su inestabilidad genética, es decir, la adquisición frecuente de nuevas mutaciones, y su insensibilidad al control de la señal externa. Un objetivo importante para nuestro laboratorio en el futuro Es entender cómo los defectos en esta vía recién descubierta pueden promover la formación de cáncer, y cómo el cáncer puede utilizar estos mecanismos para escapar de los mecanismos de control de tejidos. "