نانوسیلیکا نقش مهمی در بیان ژن دارد - وبلاگ تپلینک

به گزارش وبلاگ تپلینک، محققان نشان دادند که نانوسیلیکا می تواند نقش مهمی در بیان ژن داشته باشد و احتمالا بتوان از این نقش برای یاری به بهبود و بازسازی بافت ها و اندام های آسیب دیده استفاده کرد.

به گزارش گروه دانشگاه وبلاگ تپلینک، محققان نشان دادند که نانوسیلیکا می تواند نقش مهمی در بیان ژن داشته باشد و احتمالا بتوان از این نقش برای یاری به بهبود و بازسازی بافت ها و اندام های آسیب دیده استفاده کرد.

هر گونه، از باکتری گرفته تا انسان، قادر به بازسازی خود است. بازسازی به وسیله فرآیند های مولکولی که بیان ژن را برای کنترل نوسازی، ترمیم و رشد بافت تنظیم می نمایند، انجام می گردد.

همکاری بین محققان دپارتمان مهندسی بیومدیکال و کالج پزشکی در دانشگاه A&M تگزاس، نقش حیاتی مواد معدنی را در تنظیم بیان ژن، در نتیجه کنترل تعداد پروتئین هایی که یک سلول باید بسازد، معین می نماید و در نتیجه بازسازی بافت را تشویق نموده و هویت سلولی را بازتعریف می نماید.

این تحقیق راه را برای مطالعات آینده برای شناسایی نقش مواد معدنی خاص و بعلاوه چگونگی مونتاژ آن ها برای طراحی نسل بعدی دارو های معدنی برای بهبود بافت آسیب دیده هموار می نماید.

مواد معدنی عناصر معدنی هستند که نقش های حیاتی زیادی ایفا می نمایند و به طور متقابل با ویتامین ها، آنزیم ها، هورمون ها و سایر کوفاکتور های مغذی برای تنظیم هزاران عملکرد زیستی بدن کار می نمایند. اگرچه نشان داده شده است که چندین ماده معدنی بیان ژن و فعالیت سلولی را تنظیم می نمایند، کار بسیار کمی روی درک مکانیسم های مولکولی زیربنایی اجرا شده است.

این گروه تحقیقاتی مطالعه ای انجام دادند که در آن دسته جدیدی از نانوذرات مبتنی بر مواد معدنی برای راهنمایی سلول های بنیادی انسان به سمت سلول های استخوان، معرفی شده است. این نانوذرات به طور خاص به عنوان نانو سیلیکات شناخته می شوند و با استفاده از آن ها، این تیم قادر به معین نقش مواد معدنی در تنظیم پروفایل های بیان ژن برای راهنمایی تمایز سلول های بنیادی است.

این نانوسیلیکات ها، نانوذرات معدنی دیسکی شکل با قطر 20 تا 30 نانومتر و ضخامت 1-2 نانومتر هستند. این نانوذرات بسیار زیست سازگار بوده و به راحتی به وسیله سلول ها بلعیده می شوند. هنگامی که این نانوذرات وارد سلول می شوند، به آرامی در مواد معدنی منفرد مانند سیلیکون، منیزیم و لیتیوم حل می شوند.

نانوسیلیکات ها به مواد معدنی منفرد در داخل سلول ها تجزیه می شوند و مجموعه ای از ژن های کلیدی را روشن می نمایند که منجر به جریان اطلاعات در سراسر سلول ها می گردد که به عنوان راستا های سیگنال دهی شناخته می شوند. این راستا های سیگنالی مسئول دستور دادن به سلول ها برای انجام عملکرد های خاص مانند تبدیل به نوع دیگری از سلول ها یا آغاز فرآیند بهبودی با ترشح پروتئین های خاص بافتی به نام ماتریکس خارج سلولی هستند.

این ماتریس های خارج سلولی از پروتئین های مختلفی از جمله گلیکوپروتئین ها و پروتئوگلیکان ها تشکیل شده اند که ترمیم بافت را تسهیل نموده و از عملکرد بافت پشتیبانی می نمایند.

یکی از یافته های اصلی این مطالعه این است که مواد معدنی مانند سیلیکون، منیزیم و لیتیوم در ایجاد استخوان سازی نقش دارند، فرآیندی که طی آن سلول های بنیادی به بافت های نرم و سخت مانند غضروف و استخوان در انسان های جوان تبدیل می شوند.

در این مطالعه، آن ها داده های توالی یابی کامل رونویسی (RNA-seq) را برای ارزیابی اثر نانوسیلیکات ها و محصولات انحلال یونی بر پروفایل بیان ژن سلول های بنیادی تجزیه و تحلیل کردند.