Naukowcy znaleźli sposób na tworzenie mikroskopijnych archiwów aktywności komórek
Naukowcy z Harvard University opracowali nową metodę, która pozwala komórkom zachować zapis własnej przeszłości. Technologia nazwana TimeVault umożliwia przechowywanie informacji o aktywności genów w specjalnych strukturach wewnątrz komórki, dzięki czemu można odtworzyć procesy, które zaszły znacznie wcześniej, nawet wtedy, gdy ich ślady w normalnych warunkach już zanikły. Otwiera to zupełnie nowe możliwości badania chorób i zrozumienia, w jaki sposób komórki reagują na zmiany środowiska.
Dotychczasowe metody badania aktywności genów pozwalały jedynie na uchwycenie pojedynczego momentu w czasie. Na przykład sekwencjonowanie RNA pokazuje, które geny są aktywne w danej chwili, ale jednocześnie prowadzi do zniszczenia badanej komórki. W praktyce oznaczało to brak możliwości prześledzenia historii zdarzeń, które doprowadziły do obecnego stanu komórki. Nowa metoda rozwiązuje ten problem, umożliwiając zapisanie tych informacji i ich późniejsze odczytanie.
Pozwala śledzić zmiany zachodzące w dłuższej perspektywie
Kluczowym elementem technologii okazały się naturalnie występujące w komórkach struktury zwane kryptami. Są to duże, puste w środku cząsteczki, których funkcja przez wiele lat pozostawała niejasna. Badacze wykorzystali ich właściwości jako biologicznych „pojemników”, zdolnych do przechowywania cząsteczek RNA bez wywoływania reakcji obronnej organizmu. Dzięki odpowiedniej modyfikacji białek RNA zostaje zamknięte w kryptach i chronione przed naturalnym rozpadem.
W eksperymentach wykazano, że taki zapis może przetrwać ponad siedem razy dłużej niż w normalnych warunkach. Co istotne, informacja ta jest przekazywana również komórkom potomnym podczas podziału, co pozwala śledzić zmiany zachodzące w dłuższej perspektywie. Następnie zapis można odzyskać i porównać z aktualnym stanem komórki, uzyskując wgląd w to, jakie wcześniejsze procesy wpłynęły na jej obecne zachowanie.
Znaczenie tej technologii jest szczególnie widoczne w badaniach nad nowotworami. Jednym z największych wyzwań współczesnej medycyny jest zrozumienie, dlaczego część komórek nowotworowych z czasem staje się odporna na leczenie. Dzięki możliwości przechowywania informacji o wcześniejszej aktywności genów naukowcy mogą prześledzić, jakie zmiany doprowadziły do powstania tej odporności. W przyszłości może to pomóc w opracowaniu terapii zapobiegających nieskuteczności leków.
Metoda została również przetestowana w warunkach stresu komórkowego, takich jak wysoka temperatura czy niedobór tlenu. TimeVault pozwolił zachować ślady reakcji komórki długo po ich ustąpieniu, co pokazuje, że technologia może stać się narzędziem do badania procesów rozwojowych, starzenia się komórek oraz mechanizmów adaptacji organizmu.
Choć technologia znajduje się jeszcze na etapie badań laboratoryjnych, jej potencjalne zastosowania są szerokie. W przyszłości może umożliwić tworzenie biologicznych odpowiedników „czarnych skrzynek”, które pozwolą zrozumieć historię komórki i przewidywać jej dalsze zachowanie. To ważny krok w kierunku dokładniejszej diagnostyki, bardziej precyzyjnych terapii oraz lepszego poznania procesów stojących u podstaw wielu chorób.
Źródło: Harvard University
Czytaj też: Przesilenie wiosenne. Badanie polskich naukowców
Grafika tytułowa: Indra Projects / Unsplash
