Chức năng tế bào gốc ở tế bào thường của thực vật

Những tế bào thông thường có khả năng thay thế những cơ quan bị mất ở thực vật – một chức năng được cho là chỉ có ở tế bào gốc – các nhà nghiên cứu tại Trung tâm bộ gen và hệ thống sinh học thuộc Đại học New York và Đại học Utrecht tại Hà Lan đã phát hiện. Những phat hiện này, cho thấy một số vai trò của tế bào gốc trong việc tái tạo cơ quan có thể được chia sẻ bởi các loại tế bào khác, được công bố trên số mới nhất của tạp chí Nature.

Tế bào gốc có hai thuộc tính cơ bản: chúng có thể tự làm mới bản thân và chúng có thể tái tạo những loại tế bào chuyên dụng khác. Những tính năng này biến chúng thành phương tiện tái tạo, tạo ra tế bào mới để thay thế những cơ quan và mô bị mất. Những hiện tượng này thẩy rất rõ ở thực vật, chúng có thể tự mọc lại cành và rễ. Trung tâm của hoạt động tế bào là đó là hốc tế bào gốc, nơi tế bào gốc được chỉ dẫn để thực hiện những chức năng tái tạo và làm mới này.

Tuy nhiên, vẫn chưa rõ mức độ quan trọng của hốc tế bào gốc đối với sự phát sinh cơ quan – việc xây dựng và tái xây dưng các cơ quan.

Các nhà khoa học nghiên cứu cây Arabidopsis thaliana. Loài thực vật này là ứng cử viên sáng giá cho nghiên cứu vì các nhà nghiên cứu trước đây đã hận biết tất cả những gen thể hiện trong một tế bào riêng lẻ của nó, cho phép theo dõi nhân dạng tế bào khi chúng phục hồi.

Arabidopsis thaliana: Trái, giai đoạn sinh dưỡng, trước khi nở hoa và phát triển thân hoa. Trung tâm: một cây trưởng thành với bộ hoa/hạt giống đầy đủ. Phải: Hoa, thân hoa và hạt giống. (Ảnh: INRA 2003/Đại học New York).

Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu cắt bỏ đầu rễ của cậy, do đó cắt bỏ hốc tế bào gốc, rồi kiểm tra nhân dạng tế bào bằng cách đo tất cả các hoạt động gen. Những kết quả cho thấy tế bào gốc quay trở lại khá muộn khi tái tạo sau khi các tế bào khác đã được thay thế. Các nhà nghiên cứu sau đó sử dụng cây đột biến mà hốc tế bào gốc đã không hoạt động để khẳng định quan sát của họ. Bất chấp sự thiếu vắng hốc tế bào gốc, những tế bào thông thường của cây vẫn hoạt động để tái tạo tất cả các mô chính hình thành nên đầu rễ - quá trình bắt đầu vài giờ sau khi đầu rễ bị cắt bỏ.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu phát hiện rằng thực vật không có hốc tế bào gốc hoạt động không thể tái tạo sinh trưởng bình thường, cho thấy các tế bào khác không thay thế tất cả chức năng của tế bào gốc.

Các nhà khoa học gần đây cho biết việc bắt buộc tế bào không phải tế bào gốc ở động vật có vú thể hiện một số gen có thể chuyển hóa những tế bào này thành tế bào gốc – quá trình được biết đến với tên gọi “tái lập trình”. Năm 2008 một người cứu trên tờ Nature được thực hiện tại Học viện tế bào gốc Harvard đã tái tạo tế bào tuyến tụy ở chuột thành một loại tế bào tạo ra insulin mà không cần sự trợ giúp của tế bào gốc. Trong nghiên cứu của NYU-Utrecht, các nhà nghiên cứu tìm cách xác định liệu toàn bộ cơ quan có tái tạo ở thực vật không có tế bào gốc.

Kenneth Birnbaum, giáo sư sinh vật học tại NYU, phòng thí nghiệm của ông thực hiện nghiên cứu, cho biết: “Bạn có thể nghĩ về những phát hiện này như một sự tái lập trình của cơ quan mà không cần đến hốc tế bào gốc. Đây là trường hợp cảu sinh vật có thể thực hiện sự tái lập trình này một cách tự nhiên. Đó có thể là lý do tại sao thực vật rất giỏi tái tạo những bộ phân cơ thể của mình”.

Nghiên cứu được Học viện Y tế quốc gia tài trợ.