With the help of a tiny flatworm best known for its extraordinary ability to regenerate lost tissue, researchers have identified a gene that controls the ability of stem cells to differentiate into specialized cells. Com a ajuda de um minúsculo platelmintos melhor conhecida pela sua extraordinária capacidade de regenerar tecidos perdidos, os investigadores identificaram um gene que controla a capacidade de as células estaminais de se diferenciarem em células especializadas. The gene encodes a protein that is most similar to the protein PIWI which is an important regulator of stem cells in organisms ranging from plants to humans. O gene que codifica uma proteína que é mais semelhante à da proteína PIWI que é um importante regulador de células estaminais a partir de plantas nos organismos vão para o homem. The significance of this study is enormous. A importância deste estudo é enorme. It sheds light on the most crucial aspect of stem cells - how they can transform into any cell of the body. Ela ilumina o aspecto mais crucial das células estaminais - como eles podem transformar em qualquer célula do corpo.

The research, performed at the University of Utah School of Medicine, was carried out by Helen Hay Whitney postdoctoral fellow Peter W. Reddien (Associate Member at the Whitehead Institute for Biomedical Research), and led by Howard Hughes Medical Institute investigator Alejandro Sánchez Alvarado. A investigação, realizada na Universidade de Utah School of Medicine, foi realizada por Helen Hay Whitney pós-colega Peter W. Reddien (membro associado, no Whitehead Institute for Biomedical Research), e liderada por Howard Hughes Medical Institute pesquisador Alejandro Sánchez Alvarado.

Freshwater flatworm planaria have amazing ability to regenerate. Água Doce platelmintos planaria incrível ter capacidade para se regenerar. Cut one of these animals in half, and a week later, two fully functional worms will have developed from the pieces. Cortar um destes animais na metade, e uma semana mais tarde, totalmente funcional dois worms terão desenvolvido a partir de peças. Cut a piece that is 1/279th the size of the animal, and it too will regrow into a complete worm. Corte um pedaço 1/279th que é do tamanho do animal, e que também irá regredir em um worm completo.

Scientists got their first clues when they individually turned off 1,065 of the worm’s genes, and found 240 that were involved in some aspect of regeneration. Os cientistas obtiveram os seus primeiros indícios quando eles individualmente desligado de 1065 o worm's genes, e que foram encontrados 240 envolvidas em algum aspecto da regeneração. Importantly, Sánchez Alvarado noted, 85 percent of these genes are found in the genomes of other organisms, including humans. É importante salientar, Sánchez observou Alvarado, 85 por cento desses genes são encontrados nos genomas de outros organismos, incluindo seres humanos. In the current study, the scientists zeroed in on one of these genes, called smedwi-2, that was active in dividing neoblasts. No presente estudo, os cientistas a zero em um desses genes, chamada smedwi-2, que estava na ativa dividindo neoblasts.

Smedwi-2 belongs to the Argonaute/PIWI protein family and is most similar to PIWI proteins found in fruit flies. Smedwi-2 pertence ao Argonaute / PIWI proteína família e é mais semelhante à PIWI proteínas encontradas em frutas moscas. According to Sánchez Alvarado, PIWI proteins have been shown to play a role in regulating stem cells in plants and fruit flies, as well as humans. De acordo com Sánchez Alvarado, PIWI proteínas têm sido mostrados para desempenhar um papel na regulação das células estaminais em plantas e frutas moscas, assim como os seres humanos. “This encompasses millions of years of evolution,” he said. "Esta medida engloba a milhões de anos de evolução", disse ele. “Still, we don’t know exactly how this particular gene is doing its function in any of these organisms.” "Ainda assim, não sabemos exactamente como é que este gene específico está a fazer a sua função em qualquer um desses organismos."

To find out, the scientists used RNA interference to specifically turn off the piwi gene in planaria. Para descobrir, os cientistas interferência RNA utilizada especificamente para desligar o gene piwi em planaria. When they did this, they found that worms had the same defects as those whose neoblasts have been destroyed by radiation — head regression, curling, and the inability to regenerate — suggesting that the gene was needed for normal neoblast function. Quando eles fizeram isso, eles descobriram que tinham o mesmo defeito worms como aqueles cuja neoblasts tenham sido destruídos por radiação - cabeça regressão, curling, ea incapacidade para regenerar - sugerindo que o gene normal neoblast era necessária para a função.

The researchers examined piwi’s role more closely, and found that when they amputated part of a worm where the gene had been turned off, the stem cells were still able to detect the wound. Os investigadores examinaram o papel da piwi mais de perto, e constatamos que quando eles amputada parte de um worm que o gene tinha sido desligado, as células estaminais foram ainda capazes de detectar a ferida. Amputation triggered the stem cells to divide, as in normal worms, and the daughter cells traveled proficiently to the part of the body where they were needed. Desencadeou a amputação de células estaminais para dividir, como em condições normais de vermes, e da filha células proficiently viajou para a parte do corpo onde eram necessários. However, once they arrived, they failed to replace the lost tissue. No entanto, depois que eles chegaram, eles não conseguiram substituir o tecido perdido.

When neoblasts divide, they produce at least two cell types – one copy of the original, and one cell that can develop into a specialized cell to replace a lost cell elsewhere in the body. Quando neoblasts dividir, eles produzem, pelo menos, dois tipos de células - uma cópia do original, e de uma célula que pode evoluir para uma célula especializada para substituir uma célula perdeu noutras partes do corpo. The researchers found that without piwi, the daughter cells from this division failed to differentiate into a specialized cell once they’d reached their destination. Os pesquisadores descobriram que, sem piwi, a filha de células a partir de esta divisão não de se diferenciarem em uma célula especializada logo eles chegaram ao seu destino. Based on their findings, Sánchez Alvarado said, “We think that piwi is actually involved in producing daughter cells that are competent to restore aged differentiated cells during homeostasis as well as missing tissues after amputation. Com base em suas constatações, Sánchez Alvarado disse: "Pensamos que piwi está realmente envolvido na produção de células filhas que são competentes para restaurar a homeostase durante células diferenciadas com idade bem como desaparecidas tecidos após amputação. Unlike what’s been thought about piwi for some time, which is that it was required to maintain the stem cell, we think that’s not happening here. Ao contrário do que se pensava sobre piwi por algum tempo, o que é que era necessário para manter as células estaminais, pensamos que não está acontecendo aqui. The stem cells are being maintained by another mechanism, and it’s the division progeny, instead, that is being affected.” As células estaminais estão a ser mantido por outro mecanismo, e que é a divisão descendência, em vez disso, que está a ser afectado ".

There’s some evidence, Sánchez Alvarado said, that piwi plays a similar role in regulating the progeny of adult stem cells in humans. Há alguns indícios, Sánchez disse Alvarado, que piwi desempenha um papel semelhante na regulação da descendência de células estaminais adultas em seres humanos. He cautioned that more work is needed to determine just how functionally similar the factors regulating stem cells in planaria are to those in higher organisms. Ele advertiu que é necessário mais trabalho para determinar quão funcionalmente semelhante a fatores que regulam as células estaminais em planaria são aqueles que nos organismos superiores. But so far there’s good evidence that many of the important genes are the same, he said. Mas até agora não há boas evidências de que muitos dos genes importantes são os mesmos, disse ele.

The current study begins the detailed analysis that will be needed to establish whether this humble worm can illuminate the mechanisms underlying the unique biology of stem cells. O presente estudo tem início a análise detalhada que serão necessárias para determinar se este humilde worm pode iluminar os mecanismos subjacentes a única biologia das células estaminais.

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