Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilmişdir. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğuladılar: Bir hüceyrə anormal vəziyyətə düşdükdən sonra - xərçəng hüceyrələrinin etdiyi kimi - onu nə vaxtsa normal vəziyyətə gətirmək olarmı? Bio və Beyin Mühəndisliyi Departamentinin professoru Kwang-Hyun Cho-nun rəhbərlik etdiyi KAIST tədqiqat qrupu ilk dəfə olaraq hüceyrədaxili molekulyar şəbəkələrdə geri dönməzliyə cavabdeh olan səbəb-nəticə sxemlərini müəyyən etdi və bu dövrələri tənzimləyə və bioloji vəziyyətləri ilkin vəziyyətlərinə qaytara bilən ROOT adlı fundamental idarəetmə texnologiyasını inkişaf etdirdi.
Məqalə Proceedings of the National Academy of Sciences jurnalında dərc olunub. İnsan bədənindəki hüceyrələr xarici stimullara cavab olaraq öz vəziyyətini dəyişir. Ancaq bir çox hallarda bu vəziyyət dəyişiklikləri geri dönməzdir, yəni hüceyrələr stimul yox olduqdan sonra da orijinal vəziyyətinə qayıtmır.
Geri dönməzlik normal bioloji proseslərin, məsələn, müəyyən funksiyaya malik hüceyrənin birinə differensiasiya edilməsi üçün vacibdir. Eyni zamanda, o, həmçinin xərçəng hüceyrələrinə ətrafdakı toxumalara miqrasiya etmək və işğal etmək imkanı verən epiteliya-mezenximal keçiddə xəstəliyin irəliləməsini də sürətləndirə bilər. Məsələləri çətinləşdirən, hüceyrə daxilində bu vəziyyətin dəyişməsini təmin edən sxemlər olduqca mürəkkəbdir: Şəbəkə boyu mindən çox müsbət rəy döngəsi toxunur ki, burada bir molekul bir sıra digər molekulları aktivləşdirir və bu da öz növbəsində orijinal molekulu yenidən aktivləşdirir.
Bu, səsin dəfələrlə özünü gücləndirdiyi bir dinamikin yanında mikrofon qoyulduqda yaranan əks əlaqə qışqırtısına bənzəyir. Hətta xarici bir stimulla başlayan dəyişiklik, stimul yox olduqdan sonra da davam edə bilər, çünki hüceyrənin öz molekulları bir-birini gücləndirməyə davam edir. İndiyə qədər bu saysız-hesabsız dövrələrdən hansının hüceyrəni geri dönməz vəziyyətə salmaqdan məsul olduğunu müəyyən etmək olduqca çətin idi.
Bu problemi həll etmək üçün komanda hüceyrədaxili tənzimləmə proseslərini hesablama məntiqi modelləri kimi təqdim etməklə və sistem biologiyası üsulları vasitəsilə təhlil etməklə işləyən, geri dönməz keçidin orijinal dövrəsinin vəhyinin qısaldılmış ROOT texnologiyasını inkişaf etdirdi. ROOT-dan istifadə edərək, tədqiqat qrupu xarici stimul aradan qaldırıldıqdan sonra belə hüceyrələrin siqnalı saxlaması prosesini uğurla simulyasiya etdi və bu, onlara "geri dönməzlik nüvəsi" olaraq təyin etdikləri geri dönməzliyə səbəb olan bir sıra əsas sxemləri müəyyən etməyə imkan verdi. Səbəbi müəyyən etməkdən kənara çıxan komanda, həmçinin iki əsaslı nəzarət strategiyası təklif etdi. Birincisi, "nəzarətin sıfırlanması", hüceyrənin əsas geri dönməz xassəsini toxunulmaz qoyaraq, dəyişiklikdən əvvəlki vəziyyətinə xananı bərpa edir - kilidin özünü yerində qoyub, kilidlənmiş qapını açıb başlanğıc nöqtəsinə qayıtmaqla müqayisə edilə bilər.
İkincisi, "geri dönmə nəzarəti" geri dönməzlik mənbəyini özü aradan qaldırır, hüceyrənin müxtəlif vəziyyətlər arasında sərbəst hərəkət etməsinə imkan verir - hər dəfə qapını bağlayanda avtomatik olaraq kilidləyən mexanizmi sıradan çıxarmaqla müqayisə edilə bilər ki, sonra qapı yenidən açılıb bağlansın. Komanda yeni texnikanı müxtəlif bioloji modellərə, o cümlədən B-hüceyrə diferensiasiyasına, ağciyər xərçəngində epiteliya-mezenximal keçidə və təkhüceyrəli transkriptom məlumatlarına əsaslanan enterosit və beta-hüceyrə differensasiyası modellərinə tətbiq etdi. Bu modellərdə ROOT metodu məlum hüceyrə taleyi təyinedicilərinə uyğun gələn səbəbli sxemləri dəqiq müəyyən etdi.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
