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Gene bestimmen die Spezialisierung von Stammzellen
Zuletzt überprüft: 29.06.2025
Bestimmte Arten von Stammzellen „wählen“ die Spezialisierung einer Person.
Die Zellstrukturen des Organismus altern allmählich und sterben ab. Sie werden durch neue Zellen ersetzt. Dieser Mechanismus ist für fast alle Organe und Gewebe charakteristisch. Strukturen werden dank der Stammzellreserve erneuert . Im erwachsenen menschlichen Körper werden täglich 500 Milliarden neue Blutzellen gebildet: Erythrozyten, Lymphozyten und Blutplättchen.
Während der Blutzellteilung übernehmen einzelne Tochterzellen weiterhin die Rolle von Stammzellen, um ihre Anzahl zu erhalten, während die übrigen sich in Blutzellen umwandeln. Diese Umwandlung erfolgt stufenweise, und jede primäre Stammzelle ist in der Lage, Blutzellen zu bilden. Wovon hängt die Wahl der Zellumwandlung ab, und weisen Stammzellen eine Spezialisierung auf?
Hier ist es wichtig, die „erbliche Veranlagung“ bestimmter Strukturen zu analysieren. Daher ist es für jede einzelne Zelle notwendig, ihre „Vorfahren“ – also Vorgängerzellen und „vorherige Vorgängerzellen“ – zu finden: einen sogenannten zellulären „Stammbaum“ zu erstellen. Zu diesem Zweck wird mithilfe gentechnischer Methoden eine spezielle Genmarkierung in die zelluläre DNA eingefügt, die eine weitere Beobachtung in der Zellpopulation ermöglicht. Dabei sollte es sich nicht nur um eine Markierung handeln, sondern sie sollte in jeder Teilungsphase modifiziert werden.
Wissenschaftler aus vielen Forschungslabors, darunter dem Massachusetts Institute of Technology, dem Dana-Farber Cancer Research Institute usw., sind an solchen Projekten interessiert.
Vor einiger Zeit stellten Wissenschaftler fest, dass die mitochondriale DNA der natürliche genetische Marker ist, der Zellgenerationen unterscheiden kann. Mutationen treten in ihr häufig auf und sind im Gegensatz zur DNA des Zellkerns relativ leicht zu verfolgen.
Bis heute gibt es viele Möglichkeiten, eine bestimmte Struktur zu beobachten. Forscher konnten bereits genealogische Listen vieler menschlicher Blutzellen erstellen. Es zeigte sich, dass Stammzellen gesunder junger Männer Blutstrukturen mit gleichem Spezialisierungsgrad bilden. Es gibt jedoch auch Stammzellen, die bevorzugt einen einzigen Zelltyp bilden – zum Beispiel rote Blutkörperchen oder Eosinophile. Diese Präferenz ist relativ stabil und wird über Generationen weitergegeben.
Was passiert, wenn altersbedingte Veränderungen zunehmen? Einzelne Stammzellgruppen beginnen, gegenüber anderen zu dominieren, was allmählich zu einer Abnahme der Vielfalt gemeinsamer Zellgruppen führt. Der genaue Mechanismus dieses Phänomens ist noch nicht vollständig verstanden.
Wissenschaftler haben gelernt, die Erbgeschichte zellulärer Strukturen zu verfolgen und Veränderungen der Genaktivität über Generationen hinweg festzustellen. Vermutlich ist dieses Phänomen nicht nur auf Blutzellen, sondern auch auf andere Zellen des menschlichen Körpers anwendbar.
Allgemeine Informationen zur Studie finden Sie in der Zeitschrift Nature