Schwingung im Muskelgewebe

Muskel-Stammzellen müssen bereit sein, zu Frühling in Aktion zu jedem Zeitpunkt: Wenn ein Muskel verletzt wird, zum Beispiel während einer sportlichen Aktivität, ist es Ihre Verantwortung zur Entwicklung von neuen Muskelzellen so schnell wie möglich. Wenn ein Muskel wächst, weil deren Besitzer wächst immer noch zu, oder hat begonnen mehr Sport zu machen, die Umwandlung von Stammzellen ist ebenfalls erforderlich.

„Zur gleichen Zeit, jedoch, muss es einen Mechanismus im Körper, die verhindert, dass eine unkontrollierte Differenzierung der Stammzellen-weil sonst die Versorgung dieser Zellen in den Muskeln würde schnell aufgebraucht“, sagt Professor Carmen Birchmeier, Leiter der Forschungsgruppe Entwicklungsbiologie / Signaltransduktion am Max Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC).

Schwingung war bisher nur bekannt, treten in Gehirn-Stammzellen

Birchmeier gemeinsam mit Kollegen aus Berlin, Köln, London, Paris und Kyoto auf Maus-Experimente, die untersucht, wie dieser Mechanismus funktioniert. Die Forschergruppe hat nun in der Zeitschrift berichtet Gene & Die Entwicklung , dass die MyoD-und Hes1-Proteine regulieren die Differenzierung von Muskelzellen. Sie werden produziert, die Stammzellen in einer oszillatorischen Weise, D. H., es sind periodische Schwankungen in der Anzahl der produzierten Zellen.

„Diese Beobachtung, zuerst von allen, war erstaunlich in sich selbst“, sagt Birchmeier, „weil niemand vor uns entdeckt hatte die Oszillation von Proteinen in der Muskulatur.“ Ein solches Phänomen war bisher nur beobachtet in den Stammzellen des Gehirns. Die MDC-Forscher hofft, Ihr Studium eines Tages führen, um eine bessere Behandlung von muskeldystrophien und der sarkopenie, ein Syndrom, gekennzeichnet durch fortschreitenden Verlust von Muskelmasse mit zunehmendem Alter.

Die Produktion läuft auf full tilt alle zwei bis drei Stunden

„Wir haben In unseren Experimenten begann, ist durch die Verbindung der Hes1 und MyoD Proteine zu nachleuchtende-dh, light-emitting — Proteine, so dass wir besser verfolgen Ihre Entwicklung“, erklärt Dr. Ines Lahmann, der die Studie führen Autor und ein Mitglied von Birchmeier ‚ s research group. Das team war dann in der Lage zu beobachten — in isolierten Zellen, im Muskelgewebe und in lebenden Tieren -, dass die Hes1-proteins, das Teil des Notch-Signalwegs hergestellt wird, in einer oszillatorischen Weise.

„Die Produktion erreicht Ihren Höhepunkt nach zwei bis drei Stunden, und dann sinkt wieder“, berichtet Lahmann, fügte hinzu, dass Sie auf das gleiche Phänomen in der MyoD-protein. „So lange, wie die Menge von MyoD in den Stammzellen schwankt in Zyklen, die Zellen wachsen und teilen sich, so erneuert sich“, sagt Lahmann. Diese, nach Ihr, sorgt dafür, dass immer ein ausreichender Vorrat an Stammzellen in der Muskulatur.

Stabile protein-Produktion ist entscheidend für die Differenzierung

Wenn ein Muskel Stammzellen beginnt, sich zu differenzieren und entwickeln Sie in eine Muskelzelle, ein Ergebnis ist die Bildung von langen Muskelfasern. Dies geschieht zum Beispiel, wenn ein Muskel wächst in einem Jungen Organismus oder, wenn er versucht, sich selbst zu reparieren, nach einer Verletzung. „Jedes mal, wenn wir beobachtet haben, diese Umwandlung der Zellen unter dem Mikroskop, wir hatten zuvor bemerkt, dass die Schwingungen aufgehört hatten und MyoD wurde zum Ausdruck gebracht, stabil-unabhängig davon, ob wir waren auf der Suche bei Neugeborenen oder Erwachsenen Tieren“, berichtet Birchmeier.

Ihr team fuhr dann Fort, um wiederum das gen für Hes1 vollständig aus, so dass das protein nicht mehr produziert in den Stammzellen. Die Forscher führten dieses experiment auf beide Zellen und lebenden Tieren. „Das fehlen von Hes1 führte zu MyoD nicht mehr produziert wird in einer oszillierenden Art und Weise, sondern eher in ein stabiles Muster. Alle Stammzellen begann zu unterscheiden, als eine Folge“, sagt Birchmeier.

Das Ziel ist, neue Therapien für muskuläre Störung Patienten

„Unsere Experimente zeigen, dass, wenn es um die Differenzierung von Stammzellen und wohl auch viele andere zelluläre Prozesse, die Gene sind nicht einfach ein-oder ausgeschaltet sind-und dass wir noch weit von das Verständnis aller Entwicklungen, die auftreten, wenn wir mit genetischen tricks, um genau das zu tun,“ Birchmeier betont.

Sie und Ihr team weiter studieren wollen, warum der Schwingung von MyoD führt zu einer Differenzierung der Stammzellen nicht in den Muskeln, und warum eine stabile Produktion des proteins erforderlich ist, um diesen Prozess auszulösen. „Einmal gewinnen wir ein besseres Verständnis des gesamten Prozesses“, sagt der Forscher, „können wir besser helfen, Menschen mit Muskelerkrankungen, deren Natürliche Kapazität für die regeneration der Muskulatur beeinträchtigt wurde.“