Embryonic stem cells do not have a globally disrupted higher-order chromatin fibre structure
Contrariamente all'ipotesi prevalente secondo cui la pluripotenza delle cellule staminali embrionali dipenda da un'architettura della cromatina globalmente "aperta", questo studio dimostra che le strutture superiori della fibra di cromatina nelle cellule staminali embrionali sono ampiamente simili a quelle delle cellule differenziate, con una conformazione solo leggermente più disturbata piuttosto che uno stato fondamentalmente aperto.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo
Dentro ogni cellula vivente giace una vasta biblioteca di istruzioni, scritte in un codice chimico chiamato DNA. Per far entrare questa immensa lunghezza di materiale genetico nello spazio microscopico di un nucleo, il DNA non viene lasciato libero; è strettamente avvolto attorno a rocchetti proteici, formando una struttura complessa spesso paragonata a perle su uno spago. Questo confezionamento è noto come cromatina. Gli scienziati credono da tempo che il modo in cui questa cromatina è disposta agisca come un interruttore principale per il comportamento della cellula. In particolare, esiste una forte teoria secondo la quale le cellule staminali embrionali — le cellule versatili capaci di trasformarsi in qualsiasi tessuto del corpo — mantengono il loro DNA in uno stato permanentemente "aperto" e lasso. Questa idea suggeriva che tale struttura rilassata permettesse alla cellula di leggere liberamente e rapidamente le sue istruzioni genetiche, alimentando l'alto livello di attività necessario per mantenere la sua capacità di trasformarsi in diversi tipi cellulari.
Un team di ricercatori si è posto l'obiettivo di testare questa convinzione di lunga data osservando direttamente la struttura fisica della cromatina nelle cellule staminali embrionali di topo. Hanno confrontato queste flessibili cellule staminali con i loro discendenti più specializzati e con le cellule mature della pelle, che hanno un ruolo fisso e immutabile. Gli scienziati hanno prima esaminato gli ingredienti di base della cromatina in ogni tipo cellulare, misurando il rapporto tra proteine e DNA e la spaziatura tra i rocchetti proteici. Hanno scoperto che questi componenti fondamentali erano quasi identici in tutte le cellule, indipendentmente dal fatto che si trattasse di una cellula staminale versatile o di una cellula cutanea fissa. Per approfondire, hanno sottoposto le fibre di cromatina purificate a una serie di test fisici, osservando come si muovevano, come reagivano agli enzimi e con quale velocità le loro proteine scambiavano posto. Sorprendentemente, queste misurazioni biofisiche non hanno mostrato differenze significative nella forma o nella conformazione delle fibre di cromatina tra le cellule staminali e le cellule differenziate.
Per ottenere un quadro più chiaro di come appare la cromatina mentre si trova ancora all'interno della cellula, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo metodo chiamato SPOCC, che analizza come la cromatina reticolata si assesta sotto l'effetto della gravità. Questa tecnica ha permesso loro di osservare la struttura globale delle fibre nel loro contesto naturale. I risultati sono stati sorprendenti: le cellule staminali e le cellule differenziate condividevano strutture di ordine superiore molto simili. Sebbene le cellule staminali mostrassero una disposizione leggermente più disordinata rispetto alle cellule della pelle, la differenza era minima. Lo studio conclude che la straordinaria capacità delle cellule staminali embrionali di rimanere flessibili e attive non è guidata da una struttura della cromatina fondamentalmente aperta o lasso. Al contrario, l'architettura fisica del materiale genetico in queste cellule versatili è molto più simile a quella delle cellule specializzate e mature di quanto precedentemente ipotizzato.
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