Komórki macierzyste są niezwykle elastyczne, co oznacza, że mogą różnicować się w odmienne typy komórek tworzących nasze organizmy, ale ich zdolność jest zależna od ich typu. Na przykład wielopotencjalne komórki macierzyste mogą różnicować się w ograniczoną liczbę typów komórek, podczas gdy pluripotencjalne są pod tym względem znacznie bardziej elastyczne. Występują one w embrionach, choć współczesna medycyna umożliwia również ich wykorzystanie w leczeniu dorosłych.
Czytaj też: Szykuje się rewolucja w medycynie. Jeden test umożliwia wykrycie ponad 50 chorób genetycznych
Największe wrażenie robią jednak totipotencjalne komórki macierzyste, które są w stanie różnicować się w dowolny typ komórek. Także one są jedynymi zdolnymi do tworzenia na przykład łożyska. Do ich pojawiania się dochodzi zazwyczaj w ciągu kilku pierwszych dni od zapłodnienia. Naukowcy z Helmholtz Munich i Ludwig-Maximilians University Munich odkryli nową cechę totipotencjalnych komórek macierzystych, która najprawdopodobniej wyjaśnia, skąd się biorą ich niezwykłe właściwości.
Totipotencjalne komórki macierzyste cechują się niższym tempem replikacji
Ich ustalenia w tej sprawie są dostępne w Nature Genetics i sugerują, że w komórkach totipotencjalnych replikacja DNA zachodzi w innym tempie niż u pozostałych komórek. W efekcie jest ono znacznie niższe. Warto mieć na uwadze, iż taka zależność dotyczyła nie tylko naturalnie występujących komórek, ale również tych hodowanych w warunkach laboratoryjnych.
Dzięki replikacji DNA komórka powiela cały swój genom – w efekcie zarówno komórka pierwotna, jak i potomna posiadają swoje kopie. W przypadku totipotencjalnych komórek macierzystych proces replikacji przebiega wolniej, dzięki czemu zmniejsza się liczba błędów i wzrasta skuteczność w zakresie różnicowania w inne komórki. Naukowcy postanowili sztucznie spowolnić replikację DNA, ograniczając ilość substratów, których komórki używają do syntezy DNA. Okazało się, że komórki doświadczające wolniejszej replikacji podlegały skuteczniejszemu przeprogramowywaniu.