Tế bào có khả năng biến đổi ppt

Colman– Lerner, Gordon, Brent và các đồng sự báo cáo trên bài báo của họ những nghiên cứu về sự biến đổi giữa tế bào này và tế bào khác ở khâu đầu ra của một hệ thống quyết định số mệ

Tế bào có khả năng

biến đổi

Sự hoạt động của dòng tín hiệu trong những tế bào giống hệt nhau vế mặt di truyền thường dẫn tới những phản ứng

có thể thay đổi, từ đó nảy sinh câu hỏi về nguồn gốc

của sự biến đổi này Colman– Lerner, Gordon, Brent và các đồng sự báo cáo trên bài báo của họ những nghiên cứu về

sự biến đổi giữa tế bào này và

tế bào khác ở khâu đầu ra của một hệ thống quyết định số

mệnh tế bào – con đường đáp ứng lại chất tiết dục

(pheromones) trong nấm men

nảy chồi (Nature 437, 699–706,

2005)

Con đường đáp ứng lại chất

tiết dục, bao gồm một dòng

MAPK (mitogen-activated

protein kinase - kinase protein

được kích hoạt bởi yếu tố phân bào), được được cảm ứng bởi chất tiết dục nhân tố α (α-factor pheromone) Sự cảm ứng của chất tiết dục kích hoạt tiến trình quyết định số mệnh tế bào

thông qua sự chuyển đổi từ chỗ

tế báo đang trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng ở mức bình thường sang trạng thái khởi sự quá trình giao phối, cụ thể bao gồm quá trình cảm ứng biểu

hiện gen và ngăn chặn chu trình phân chia tế bào

Colman-Lerner và cộng sự đo lường sự biểu hiện những gene báo cáo

mã hóa protein phát huỳnh

quang từ sự cảm ứng của chất

tiết dục như là sự khuyếch đại

hệ thống quyết định số mệnh tế bào - kết quả đầu ra thu được từ

sự kết hợp sự chênh lệch giữa

các con đường cảm ứng dấu

hiệu và từ sự biểu hiện gene

của các gene báo cáo Để phân biệt từng trường hợp một tác giả

đã tạo ra những chủng nấm men

có những gene mã hoá cho các protein phát quang màu vàng và lam (yellow and cyan

fluorescent protein - YEP và

CFP) Kết qủa thí nghiệm mà trong đó YEP và CFP được điều khiển bởi những các promoter

giống nhau cùng bị điều khiển bởi yếu tố α được so sánh đối

với những thí nghiệm mà YEP

và CFP bị điều khiển bởi hai

promoter khác nhau, cụ thể YEP được vận hành bởi một

promoter bị điều khiển bởi

nhân tố α còn CFP được vận

hành bởi một promoter độc lập với nhân tố α

Thí nghiệm đặt ra này được trợ giúp bởi một hệ thống phân tích,

mà hệ thống này có thể phân

chia thành hai hệ thống phụ

:’pathway’ và ‘expression’ và

trong mỗi hệ thống phụ các

tác giả nhận ra những điểm khác biệt giữa năng lực và sự tăng

giảm ngẫu nhiên trong sự vận hành của mỗi hệ thống (độ

nhiễu) Sự tiếp cận này giúp cho những tác giả có thể phân biệt chỉ rõ từng nguồn gốc trong số

4 nguồn gây ra sự dao động bao gồm (1) sự khác biệt về cường lực của các con đường chuyển hóa hoặc khả năng truyền tín

hiệu; (2) khác nhau trong sức

biểu hiện hay khả năng biểu

hiện protein từ những gene; (3-4) và độ gây nhiễu trong hai hệ thống phụ

Colman–Lermer và các đồng sự cho thấy rằng rằng hầu hết

sự biến đổi từ tế bào này đến tế bào kia trong việc biểu hiện

gene để phản ứng lại chất tiết

dục chủ yếu bởi sự khác biệt tồn tại từ trước giữa những tế bào

chứ không phải do sự nhiễu

loạn gây ra; và chính năng lực biểu hiện gene khác biệt này đã tạo ra nguồn gốc chủ yếu các

biến đổi Những tế bào cũng

khác nhau trong khả năng mang tín hiệu từ màng sinh chất vào trong nhân: khi nồng độ chất tiết dục cao thì hầu hết sự biến đổi

là do khả năng biểu hiện gene

khác nhau của từng tế bào; ở

nồng độ thấp thì sự liên đới

tương đối của cường lực các con đường chuyển hóa cao hơn khá nhiều - điều này chỉ địnhg rằng mức độ đầu vào khi ở mức cao

có vẻ đã làm lu mờ (che đậy) sự khác biệt đã có từ trước về

cường lực của các con đường

chuyển hóa

Những phát hiện này đặt ra

những câu hỏi mới về sự điều

hòa chức năng tế bào bởi những dòng chuyển vị tín hiệu Ví dụ bằng cách nào mà các gene biểu hiệu dưới sự cảm ứng của chất

tiết dục có thể được điều hòa

chính xác khi mà năng lực biểu hiện gene của các tế bào biến

thiên rất mạnh Các tác giả chỉ

ra bằng chứng rằng các tế bào nấm men có thể hiệu chỉnh độ bền chuỗi chuyển hóa liên quan đến giao phối nhằm bù trù cho năng lực biểu hiện gene có độ biến thiên khá cao - cho phép

một số lượng lớn protein được tạo thành để tương ứng với hoạt động của các con đường chuyển hóa chính xác hơn Hơn thế

nữa, Colman-Lerner và các

đồng sự chỉ ra rằng, trong việc thể hiện cường lực của các con

đường chuyển hóa, hai chuỗi MAPK vốn chỉ chuyển hóa dấu hiệu Fus3 và Kss1, còn thực

hiện chức năng điều hòa sự biến đổi giữa các tế bào với nhau

Fus3 ức chế sự biến đổi khi

những tế bào bị bởi kích thích chất tiết dục nồng độ cao, trái

lại với Kss1 thúc đẩy sự biến

đổi khi nồng độ chất tiết dục

thấp

Kết luận, sự xác định các cơ chế điều khiển tập tính số lượng

của hệ thống quyết định số

mệnh tế bào và những nỗ lực

đầu tiên tìm hiểu đặc điểm của

những yếu tố có chức năng điều hòa sự biến đổi giữa các tế bào trong sự biểu hiện của chính tế bào, đó là một bước đầu tiên cốt yếu để có thể hiểu sâu sắc hơn

về những hệ thống sinh học