Nova metoda otkriva šta je ćelija radila pre nekoliko dana

Informacije o tome šta je ćelija radila pre nekoliko sati ili dana su generalno nedostupne istraživačima, koji mogu da izmere samo trenutno stanje ćelije. Ovo predstavlja problem ako je cilj da se razume kako nastaju imunski odgovori ili zašto individualne ćelije raka preživljavaju tretman.

Posebno je značajno da se zna koji geni u ćeliji su aktivni, jer to naučnicima daje ključne uvide u način funkcionisanja ćelija i tela. Radi toga oni mere molekule RNK – koji su transkripti aktivnih gena, ali obezbeđuju samo trenutnu sliku. To znači da istraživači mogu zabeležiti aktivnost gena samo u trenutku merenja. Štaviše, svaka ćelija se može izmeriti samo jednom, pošto je uništena prilikom prikupljanja i merenja RNK.

Preporučujemo

Sad su istraživači iz švajcarskog Federalnog instituta za tehnologiju razvili metodu koja se može koristiti za arhiviranje molekula RNK u ćelijama. Ovo im prvi put omogućava ne samo da ispitaju trenutno stanje ćelije, već da rekonstruišu koji su geni bili aktivni u prošlosti.

„Pored ostalog, ovaj uvid u prošlost je značajan jer govori o kratkotrajnim reakcijama ćelije, kojih ima mnogo. Imunske reakcije i reakcije na stres su neki od primera“, objašnjavaju istraživači . U ovim kratkotrajnim reakcijama, spoljašnji stimulus aktivira specifične gene. Čim taj stimulus prođe, ćelija ponovo isključuje te gene.

Studija pokazuje kako ljudske ćelije u ćelijskoj kulturi reaguju na signalni molekul imunskog sistema. „Ako je merenje konvencionalnom metodom prekasno, ne vidite da se reakcija uopšte dogodila“, kažu autori.

Kako funkcioniše RNK arhiva

Za RNK arhivu unutar ćelija, istraživači moraju da uhvate molekule RNK i zaštite ih od prirodnog raspada. To je zato što molekuli ove vrste obično nisu stvoreni da traju dugo.

Pored ostalog, naučnici to postižu koristeći protein koji se prirodno javlja u stresnim granulama – akumulacijama RNK koje se formiraju u ćelijama pod stresom, npr. tokom infekcije. U takvim situacijama, ćelija privremeno isključuje delove svog metabolizma i čuva molekule RNK za kasnije.

Istraživači su uzeli ovaj protein iz stresnih granula i još dva proteina, pa su ih optimizovali koristeći biotehnologiju. Tako su stvorili sistem koji koncentriše RNK molekule ćelije u filmu oko ćelijskih mitohondrija, gde ih štiti od prirodnih enzima u ćelijama koji razgrađuju RNK. Istraživači uvode programe za tri optimizovana proteina u ćelije putem plazmida, a ćelije zatim same sastavljaju sistem arhiviranja u sebi. Po ćeliji, ovo omogućava da se arhivira nekoliko hiljada molekula RNK tokom nekoliko dana.

Istraživanje kako se rak vraća

Nova metoda bi se mogla koristiti za detekciju retkih događaja u ćelijama, što je naročito korisno ako istraživači tek naknadno saznaju koje ćelije su važne. U takvim slučajevima, mogu odabrati te ćelije i onda upotrebiti RNK arhivu da ispitaju koji su geni u njima ranije bili aktivni.

Istraživači su podneli zahtev za patentiranje nove tehnologiju i žele da je dalje razvijaju sa ciljem budućih primena na životinjama i u istraživanju raka.

Jedna potencijalna oblast primene su tumorske ćelije koje preživljavaju hemoterapiju. Ćelije ove vrste mogu kasnije doprineti ponovnoj pojavi raka. Trenutno je veoma teško ispitati koje će ćelije preživeti tretman i kako su se prethodno razvile.

„Koje ćelije će se razviti u ove persistentne ćelije nije unapred poznato i slabo je poznato“, kažu naučnici. „Ako naš sistem može da se primeni u istraživanju raka, bićemo sposobni da izolujemo persistentne ćelije i pogledamo njihovu prošlost. To će nam omogućiti da istražimo kako se te ćelije formiraju i razvijaju, što bi moglo otvoriti put ka bitnim prodorima u istraživanju raka“.

(Telegraf Nauka/EurekAlert)