Lông của ruồi cho chúng ta biết những gì về ung thư

Các tế bào phân chia thành hai tế bào giống hệt nhau rồi chúng sẽ tiếp tục phân chia tiếp, nghĩa là bất kỳ mô nào cũng có thể phát triển theo cấp số nhân. Thời điểm đó đến khi một số trong chúng phải phát triển thành các tế bào chuyên biệt. Trên lưng của một con ruồi, một tế bào phải biết rằng khi nó phân chia, nó sẽ sinh ra hai tế bào khác nhau: một sợi lông và một neuron. Làm thế nào để các phân chia không đối xứng này hoạt động? Để trả lời câu hỏi này, các nhà nghiên cứu đã tiến hành phân tích sâu hơn về sự phân chia tế bào gốc bất đối xứng quyết định số phận của tế bào ruồi và tế bào thần kinh của cá.

Chú thích hình: trên một con ruồi đột biến, sự phân chia vẫn giữ được sự đối xứng, tế bào lông không được hình thành. Credit: © UNIGE / Marcos Gonzalez-Gaitan

 

Các tế bào phân chia thành hai tế bào giống hệt nhau rồi chúng sẽ tiếp tục phân chia tiếp, nghĩa là bất kỳ mô nào cũng có thể phát triển theo cấp số nhân. Thời điểm đó đến khi một số trong chúng phải phát triển thành các tế bào chuyên biệt. Trên lưng của một con ruồi, một tế bào phải biết rằng khi nó phân chia, nó sẽ sinh ra hai tế bào khác nhau: một sợi lông và một neuron. Làm thế nào để các phân chia không đối xứng này hoạt động? Làm thế nào một tế bào mẹ có thể chia thành hai tế bào con khác biệt như vậy? Các nhà nghiên cứu ở UNIGE đã cố gắng hiểu được những cơ chế này đến những chi tiết cuối cùng, với sự đặt cược lớn: một tế bào gốc bỏ qua sự phân chia bất đối xứng của nó có thể tạo ra các tế bào ung thư nhân lên theo cấp số nhân, tạo thành một khối u.

Trong phân chia tế bào bất đối xứng, hai tế bào con tương lai “nói chuyện” với nhau và phân chia vai trò của chúng: “Bạn sẽ trở thành thế này, và tôi sẽ trở thành thế kia.” Chúng trao đổi thông tin qua các protein truyền tín hiệu. , Các protein này nằm trong các túi nhỏ, được gọi là endosome. Những endosome này hoạt động như một loại thẻ nhớ di động: chúng có trách nhiệm kích hoạt sự biệt hóa bằng cách di chuyển đến một trong hai tế bào con, nơi thông tin sẽ được xử lý và sau đó truyền đến tế bào chị em còn lại.Do đó, chìa khóa cho sự biệt hóa này nằm ở khả năng của endosomes có thể di chuyển sang trái hoặc phải của tế bào mẹ để chúng chỉ có ở một trong hai tế bào con. Nhưng làm thế nào để endosome thực hiện điều này?

Để phân tích hiện tượng này, nhóm nghiên cứu do giáo sư Marcos Gonzalez-Gaitan (thuộc phòng hóa sinh của trụ sở khoa học của UNIGE) kiểm tra lông trên lưng ruồi, chính xác hơn là trên ruồi giấm (Drosophila). Những sợi lông này trên thực tế là các cơ quan cảm giác bao gồm bốn tế bào, có khả năng nắm bắt được lực và hướng gió: điều rất quan trọng khi bay. Mỗi cơ quan cảm giác – bắt nguồn từ một tế bào đơn hoặc SOP (tiền thân của cơ quan cảm giác), lần đầu tiên phân chia không đối xứng, tạo ra hai tế bào khác nhau, PIIA và PIIB. Mỗi tế bào phân chia không đối xứng lần lượt, tạo ra bốn tế bào cuối cùng. Đây là cơ sở để chúng ta tìm hiểu tại sao endosomes di chuyển và kích hoạt sự phân chia không đối xứng này xảy ra.

Không có Sara thì không có chuyện gì xảy ra!

Đầu mối đầu tiên nằm ở việc protein Sara có mặt trong endosome, giúp cho endosome nhóm lại với nhau ở cùng một phía của tế bào. Khi những con ruồi biến đổi gen bị mất gen Sara và protein không được dịch mã ra, điều này dẫn đến SOPs phân chia đối xứng và lông không hình thành; nói theo cách khác, con ruồi đó có lưng trần mà không có lông. Trong giai đoạn đầu của nghiên cứu, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Gonzalez Gaitan đã chứng minh được rằng quá trình tương tự xảy ra ở các loại tế bào khác, ví dụ như tế bào gốc ruột và ngay cả trong hệ thống thần kinh của động vật có xương sống, thông qua quan sát ở loài cá.

Sara là protein có thông tin quan trọng, do đó, quyết định rằng các tế bào con nào sẽ nhận được endosomes. Tuy nhiên, điều này không giải thích tại sao chúng chỉ lắp ráp ở một trong hai tế bào con. Cần phải có sự quan sát chi tiết hơn để hiểu cơ chế này. Các vi ống trong tế bào mẹ đóng vai trò như các đường ray để vận chuyển các endosome, được vận hành bởi một động cơ phân tử gọi là kinesin. Các đường ray này được phân cực (chúng là một đường một chiều) và kinesin luôn di chuyển theo cùng một hướng. Một số đường ray dẫn sang trái, một số khác ở bên phải, và kinesin đi qua từ nơi này đến nơi khác, dao động ở giữa của tế bào theo một chuỗi nhanh. Bởi vì có nhiều con đường dẫn đến một tế bào, ở điểm cuối endosomes, với thông tin chính chứa trong chúng, được di chuyển về đúng tế bào. Nhưng cuối cùng, các endosomes cần phải thoát khỏi ổ của chúng để được chuyển đến tế bào PIIA, và tạo nên lông. Vậy bằng cách nào?

Đi đúng hướng

Để thoát khỏi ổ và cho phép endosomes tập hợp ở về một phía nhất định, điều quan trọng không chỉ là protein Sara có mặt, mà còn là có sự liên quan đến việc biến đổi phân tử bằng cách gắn thêm nhóm phosphate. Giáo sư Gonzalez Gaitan và nhóm của ông đã thành công trong việc chứng minh vai trò quan trọng của hiện tượng này. Được biết đến như là sự phosphoryl hóa, nó hoạt động như một bộ chuyển đổi trung tâm báo hiệu sự bắt đầu của sự di chuyển lần cuối của các endosome đã được giải phóng đến đúng tế bào. Nếu không có quá trình này, thông tin không thể lưu thông giữa các tế bào, điều đó sẽ ngăn chặn bất kỳ sự khác biệt nào giữa hai tế bào con … khiến các con ruồi trụi lông mãi mãi! Sự dị thường và hấp dẫn trong cơ chế hoạt động của những hiện tượng phân tử này trong các tế bào chính là bức màn phía sau của một số khối u ung thư ở người.

Hoài Thu
Theo Sciencealert.com

Facebook Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *