Forskere har identifisert den første genet er knyttet til produktiviteten i stamcellene som produserer sædceller hos pattedyr. Funnet ble gjort ved å anvende de nyeste laboratoriemetoder til en stamme av mus restaurert fra embryo frosset siden tidlig på 70-tallet. Funnene, som kan en dag ha implikasjoner for infertilitet, prevensjon, og stamcelletransplantasjon terapi, vil bli publisert i juni-utgaven av Nature Genetics. Hvilke forskere prøver å gjøre er å løse mysteriet med den voksne bakterie stamceller i mannlige testiklene, som er i stand til å produsere et gjennomsnitt på 1500 sperm under enhver menneskelig hjerteslag - eller et gjennomsnitt på 130 millioner sædceller per dag.
"Den gjennomsnittlige mannen vil opprettholde et høyt nivå av sperm produksjon fra puberteten og fremover, for tiår etter tiår. For å hevde at høy sperm utgang, trenger du mange fungerende stamceller. Men stamceller må gå en balansegang og nøye balanse avgjørelsen å bli en sædcelle med beslutningen om å holde en stamcelle, slik at sæden utgang blir opprettholdt for alle disse årene, "sier Dr. Robert Braun, førsteamanuensis i genomet vitenskaper i University of Washington School of Medicine .
Forskningen ble finansiert delvis av National Institute of Child Health and Human Development P Development Research Centers Program.
Stamceller er celler som ikke er differensiert - det vil si, de har ikke fått en bestemt type (slik som lungeceller, eller blodceller). Forskere kaller stamceller 'pluripotent' celler, noe som betyr at enhver stamcelle kan bli en av flere typer. I de tidlige embryo, embryonale stamceller gir opphav til alle celletyper i organismen, herunder voksne stamceller, som kontinuerlig erstatte celler i den voksne vev som dør eller differensiere i mer modne celler som røde blodlegemer. I voksen testiklene, kan kimen stamceller produsere flere bakterie stamceller, men kan også produsere datter celler som går videre til å bli sperm. Men forskerne vet ikke hvordan kjønnsceller stamceller "bestemme" om å opprette andre kjønnsceller stamceller eller forplikte seg til å bli sperm. Arbeid av stamceller i testiklene er ikke godt forstått hos pattedyr, men noen få gener har blitt knyttet til stamcelleforskningen selvfornyelse i bananflue, som har en enklere anatomisk struktur.
Braun laboratorium studier pattedyr. En av hans predoctoral studenter, Bill Buaas, leste tidsskriftartikler fra tiår siden, da han kom over en beskrivelse av en mutant linje av mus som oppsto på 1950-tallet. Disse musene ble studert på tidspunktet for deres lem misdannelser, men det var en forbikjøring referanse i litteraturen til hvordan musene var fruktbare for en liten stund, men så ble infertile. Buaas og Braun var enige om at det hørtes ut som om musene ble født med kjønnsceller stamceller, celler som produserer sperm, men så mistet germ linje tidlig i puberteten. Etter en rekke tester, konkluderte forskerne at på grunn av mutasjonen, cellene var mer sannsynlig å konvertere fra kjønnsceller stamceller inn sperm, enn å produsere mer kjønnsceller stamceller for å holde prosessen i gang.
Denne luxoid stamme av mus ble først identifisert av Margaret C. Grønn ved Universitetet i Ohio. Green, en velkjent mus genetiker som døde for flere år siden, hadde flere embryoer fra den 35. generasjonen av musene frosset på Jackson Laboratory i Maine, verdens største mutant mus kompetansesenter. UW Forskerne kontaktet The Jackson Laboratory for embryoene, og personalet der brakte belastningen tilbake til livet etter den 30 år fryse.
Tilbake på 70-tallet, var forskerne i stand til å plassere luxoid mutasjon på mus kromosom 9. Ved hjelp av moderne metoder og de publiserte mus genomsekvens, var UW forskerne i stand til å identifisere mutasjon på et gen kalt ZFP145, som produserer proteinet PLZF. Ved hjelp av en fluorescerende antistoff mot PLZF protein, var forskerne i stand til å vise direkte at PLZF er uttrykt i den voksne kjønnsceller stamceller. Forskerne gikk på å vise at et annet protein, OCT4, som fungerer for å opprettholde stamceller i tidlig embryo og i dyrkede embryonale stamceller, er også til stede i den voksne bakterie stamcelleforskningen. Denne viktige funn bekrefter tidligere publiserte studier som tyder på at den voksne kjønnsceller stamceller ikke er langt fjernet fra embryonale stamceller.
Identifisering av mutasjonen kan ha vesentlige virkninger for både infertilitet og prevensjon forskning. I forhold til infertilitet, kan forskere en dag finne en link mellom genet og et gradvis tap av bakterie celler i menneskets testiklene, sier Braun. Det er mulig at mutasjonen kan tipse infertile mannen stamceller mot differensiering: deres stamceller produserer sædceller for en stund, og da er utarmet og bli infertile - som skjer i luxoid mus. I teorien kan det og andre funn brukes til å mote en terapi for å redde menneskers kjønnsceller og vedlikeholde sperm produksjon.
På samme måte, noen praktiske implikasjoner for prevensjon forskning er mange år unna, sier Braun: "Luxoid synes å være viktig i cellenes beslutningen om å forbli en stamcelle, eller skille Hvis vi kan forstå alle spillerne så kanskje vi. kunne utvikle et medikament som kan blokkere beslutningen om å bli sperm -. et prevensjonsmiddel som ville være reversible " Men, understreket Braun at slike produkter er mange, mange år unna og vil kreve mye forskning.
Forskerne håper også å en dag kunne reversere utviklingsprosess og skape embryonale stamceller fra voksne bakterie stamceller. Embryonale stamceller er "mer pluripotent" enn voksne stamceller. Den embryonale stamceller kan deretter brukes i transplantasjon hos pasienter med degenerative sykdommer i andre vev. http://www.uwnews.org