肌肉组织中的振荡

当肌肉生长或肌肉损伤愈合时，一些干细胞发展成新的肌肉细胞。Carmen Birchmeier领导的MDC研究团队现在在期刊中描述了基因与发育如何通过以振荡方式产生的两种蛋白质来调节该过程。

肌肉干细胞必须随时准备春天行动：当一个肌肉例如，在体育活动期间受伤，他们有责任尽快开发新的肌肉细胞。当肌肉增长时，因为它的主人也在增长或已经开始做更多的运动，也需要转化干细胞的转化。

然而，“同时，需要在身体中有一种机制，可防止干细胞的不受控制的分化 - 因为否则肌肉中这些细胞的供应将很快耗尽，”Carmen Birchmeier教授说，“Helmholtz关联MaxDelbrückMaxdelbrücksMaxdelbrück中心发育生物学/信号转导研究组。

以前只知道在脑干细胞中发生振荡

Birchmeier与来自柏林，科隆，伦敦，巴黎的同事，以及京都在鼠标实验中检查了这个机制如何工作。研究人员现在在期刊上报道了基因与发育Myod和Hes1蛋白质调节肌肉细胞的分化。它们以振荡的方式在干细胞中产生 - 即，产生的细胞数量是周期性的波动。

“这个观察本身就是惊人的，”Birchmeier说：“因为我们之前没有人检测到肌肉中蛋白质的振荡。”此类现象预先在大脑的干细胞中观察到。MDC研究人员希望有一天的研究将导致更好地治疗肌营养不良和肌肉萎缩性，其特征在于肌肉肿块的渐近年龄的渐近丧失。

生产在每两到三个小时的完全倾斜时运行

“在我们的实验中，我们首先将Hes1和MyoD与发光的蛋白质连接起来。该研究的主要作者、Birchmeier的研究小组成员Ines Lahmann博士解释道。然后，该团队能够在分离的细胞、肌肉组织和活体动物中观察到Hes1蛋白质它是Notch信号通路的一部分，以振荡的方式产生。

“产量每两到三个小时达到峰值，然后再次下降，”拉赫曼报告说，并补充说他们在MyoD蛋白质中遇到了同样的现象。拉赫曼说:“只要干细胞中MyoD的数量周期性波动，细胞就会生长和分裂，从而自我更新。”根据她的说法，这确保了肌肉中始终有足够的干细胞供应。

稳定的蛋白质生产对于分化至关重要

当肌肉干细胞开始区分并发展成肌肉细胞时，一个结果是长肌纤维的形成。例如，当肌肉在幼体中生长或者在伤害后试图修理自身时，就会发生这种情况。“每当我们观察到显微镜下的这种细胞转化时，我们以前注意到振荡已经停止，而Myod稳定地表达 - 无论我们是否正在寻找新生儿或成人动物，”Birchmeier报道。

然后，她的团队继续完全转变为HES1的基因，这样蛋白质不再在干细胞中产生。研究人员还在细胞和活血上进行了该实验。“缺乏HES1导致Myod不再以振荡的方式生产，而是以稳定的方式产生。所有干细胞开始差异，”Birchmeier说。

目标是肌肉疾病患者的新疗法

“我们的实验表明，当涉及茎细胞分化并且可能是许多其他蜂窝过程时，基因并不简单地打开或关闭 - 从理解我们使用遗传技巧时发生的所有发展仍然很长的路正是那样，“Birchmeier强调。

她和她的团队接下来想学习为什么Myod振荡导致肌肉中没有发生的干细胞分化，为什么需要稳定地生产蛋白质来引发该过程。“一旦我们更好地了解整个过程，”研究人员说：“我们将能够更好地帮助患有肌肉再生的自然能力的肌肉障碍的人们受到损害。”

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