شناسایی مکانیسم کلیدی کنترل کننده بازسازی پوست توسط دانشمندان

به گزارش خبرگزاری صدا وسیما؛ اپیدرم، لایه بیرونی پوست، به طور مداوم در طول زندگی در حال جایگزینی سلول‌های مرده و آسیب دیده است. این لایه، از دست رفتن آب را کاهش می‌دهد و با تهدید‌ات محیطی مقابله می‌کند. علی‌رغم تلاش‌های متعدد دانشمندان برای شناسایی مکانیسم‌های مولکولی کنترل کننده‌ی بازسازی اپیدرم پوست، هنوز بسیاری از این موارد به درستی شناخته نشده اند.

تیم تحقیقاتی دانشگاه نورث وسترن یک سوئیچ مولکولی را از طریق پروتئینی به نام CDK۹ شناسایی کرده اند که نقش حیاتی در فرآیند تمایز سلول‌های بنیادی پوست ایفا می‌کند. این سوئیچ در سلول‌های بنیادی "خاموش" است. هنگامی که سوئیچ روشن می‌شود، گروه خاصی از ژن‌ها فعال می‌شوند تا تنظیم‌کننده‌های پایین‌دست ژن را فعال کنند و به سلول‌های پوست اجازه می‌دهند تا به تدریج عملکرد حفاظتی خود را به دست آورند. این یافته‌ها علاوه بر درک اساسی بازسازی پوست، به درک بهتر سرطان و بهبود زخم نیز کمک می‌کند.

یکپارچگی اپیدرم پوست به مجموعه‌ای از سلول‌های بنیادی پوست به منظور خودنوزایی یا تمایز مداوم متکی است. فرآیند تمایز شامل تغییرات قابل توجه بیش از ۶۰۰۰ ژن می‌باشد، توقف تکثیر سلول‌های بنیادی در حالی که ژن‌های مسئول عملکرد حفاظتی (barrier-function genes) فعال می‌شوند. شیائومین بائو و تیم او با ادغام ژنومیک، ژنتیک و مهار‌دارویی در مدل‌های پوست انسان، دریافتند که سوئیچ فعالیت کینازی پروتئین CDK۹، نقش کلیدی در تصمیم‌گیری سلول‌ها برای شروع تمایز و به دست آوردن تدریجی عملکرد حفاظتی بافت دارد.

فعالیت کینازی در سلول بنیادی خاموش است و ژن‌های rapid-response که مستقیماً توسط کیناز کنترل می‌شوند، سرکوب می‌گردند. هنگامی که فعالیت کینازی فعال است، ژن‌های rapid-response فعال می‌شوند، که متعاقباً فاکتور‌های پایین‌دست را تحریک می‌کنند، فاکتور‌های پایین‌دست گروهی از عوامل رونویسی هستند که می‌توانند بیان ژن‌های مسئول عملکرد حفاظتی (barrier-function genes) را بیشتر تحریک کنند.

CDK۹ (کیناز ۹ وابسته به سیکلین) نقش مهمی در تنظیم بیان ژن در مرحله "رونویسی" ایفا می‌کند. در سلول بنیادی، هنگامی که CDK۹ با پروتئین‌های AFF۱ و HEXIM۱ بر روی DNA متصل می‌شود در حالت "خاموش" حفظ می‌شود و در انتظار سیگنال‌های سلولی خاص مانند فعال شدن سیگنالینگ پروتئین کیناز C می‌باشد. هنگامی که سیگنال‌دهی فعال می‌شود، CDK۹ از حالت غیرفعال به فعال تغییر می‌کند و امکان سنتز سریع RNA از نواحی ژنومی که مستقیماً به CDK۹ متصل هستند را فراهم می‌کند.

هنگامی که سلول بنیادی سیگنال‌های خارجی خاصی را دریافت می‌کند، پاسخ درون هسته‌ای بسیار سریع روی می‌دهد، CDK۹ فعال شده به سرعت و در طی یک ساعت موجب بیان ژن‌های rapid-response مانند ATF۳ می‌شود. بیان ATF۳ چندین فاکتور رونویسی پایین دستی را به منظور تغییر سرنوشت سلول به سمت تمایز، القا می‌کند.