Mô hình mới xác định sự phát triển của tế bào gốc trong cơ thể người

Các telomere dưới kính hiển vi huỳnh quang. Sự phân bố chiều dài của telomere (ảnh lớn: màu đỏ; ảnh nhỏ: màu xanh lá cây nhạt). Ảnh: MPI f. Evolutionary Biology

Sử dụng các telomere trên nhiễm sắc thể của tế bào máu, các nhà khoa học đã thiết kế một mô hình toán học để lập bản đồ sự phát triển theo thời gian của các quần thể tế bào gốc tạo máu.

Các tế bào gốc đảm bảo sự tái tạo và duy trì các mô của cơ thể. Các bệnh như ung thư có thể phát sinh nếu các tế bào này vượt ra ngoài tầm kiểm soát. Trong nghiên cứu hợp tác với các bác sĩ tại Bệnh viện Đại học Aachen, các nhà khoa học từ Viện Sinh học tiến hóa Max Planck về đã thiết kế một mô hình toán học để lập bản đồ sự phát triển theo thời gian của quần thể tế bào gốc tạo máu. Mô hình này sử dụng các telomere trên nhiễm sắc thể của tế bào máu. Những đầu bảo vệ này (telomere), nằm ở hai đầu của nhiễm sắc thể, ngắn lại sau mỗi lần tế bào phân chia. Như vậy, chiều dài của nó có thể cho biết một tế bào đã phân chia bao nhiêu lần và những sai lệch so với sự phân bố chiều dài bình thường liên quan đến tuổi tác có thể là biểu hiện của bệnh tật.

Tế bào gốc là nguồn gốc của tất cả các tế bào chuyên biệt: khi phân chia, các tế bào tiền thân được hình thành, chúng lần lượt tái tạo và dần dần biệt hóa thành tế bào trưởng thành. Ví dụ, trong quá trình hình thành máu, vài tỷ tế bào máu khác nhau được hình thành mỗi ngày từ các tế bào gốc trong tủy xương. Số lượng tế bào gốc gia tăng ở tuổi trẻ, nhưng tương đối ổn định ở tuổi trưởng thành. Ở người lớn, sự phân chia tế bào thường đưa đến một tế bào gốc và một tế bào tiền thân mới - do đó số lượng này phần lớn vẫn không thay đổi.

Mặc dù các tế bào gốc tạo máu tồn tại rất lâu, nhưng chúng cũng tuân theo các quá trình lão hóa. Kết quả là chúng có nguy cơ các đột biến dần dần phát triển trong vật chất di truyền của chúng. Do đó tế bào gốc có thể phát sinh đột biến tăng sinh không kiểm soát được và dẫn đến sự phát triển của ung thư. Tuy nhiên, rất khó chỉ ra sự liên kết chính xác giữa tuổi tác và "lịch sử phân chia" của tế bào gốc và nguy cơ bị thoái hóa ác tính và các rủi ro bệnh tật liên quan cho các bệnh nhân.

Các nhà nghiên cứu Benjamin Werner và Arne Traulsen ở Viện Sinh học tiến hóa Max Planck cùng với Fabian Beier và Tim Brümmendorf từ Bệnh viện Đại học Aachen đã tính toán sự phát triển của các tế bào gốc. Với mỗi lần tế bào phân chia, các telomere co ngắn lại một chút - cho đến khi không thể phân chia được nữa. "Sự phân bố chiều dài của telomere do đó phản ánh những sự phân chia trước đó của một tế bào và chúng ta có thể rút ra kết luận về các tế bào gốc, từ đó các tế bào chuyên biệt được hình thành", Werner giải thích.

Các nhà khoa học đã phân tích tế bào máu trong tổng số 356 đối tượng kiểm tra sức khỏe ở tất cả các lứa tuổi và xác định sự phân bố của độ dài telomere cho 56 đối tượng trong số họ. Sử dụng những dữ liệu này, nhóm nghiên cứu sau đó đã thử nghiệm các mô hình toán học khác nhau để mô tả sự phân bố chiều dài ứng với từng độ tuổi. "Mô hình mô tả các dữ liệu tốt nhất là mô hình có tính đến sự tăng trưởng của tế bào gốc", Werner giải thích. Các tế bào gốc có thể sinh sôi nếu, thay vì chia thành một tế bào gốc và một tế bào tiền thân, chúng chia thành hai tế bào gốc con. Những phân chia đối xứng này đặc biệt phổ biến ở trẻ em.

"Nhờ có mô hình này, một ảnh chụp sự phân bố chiều dài telomere hiện tại là đủ về mặt lý thuyết để tìm ra trạng thái telomere trong quá khứ và tương lai của một người. Chúng tôi có thể xác định quần thể tế bào gốc tại bất kỳ thời điểm nào", Traulsen nói. Điều này cho phép dự đoán các bệnh và xác định các nhóm nguy cơ. Ví dụ, những dấu hiệu cho thấy những người có số trung bình tế bào gốc tối ưu có nguy cơ phát triển ung thư thấp nhất. "Mặt khác, nhiều telomere ngắn lại có thể dễ dẫn đến xuất hiện một số bệnh tật". Beier nói.

BÀI VIẾT KHÁC

Tập huấn công tác chuyển đổi số và đảm bảo an toàn, an ninh thông tin tại phường Phong Châu

Ngày 3/12, UBND phường Phong Châu phối hợp với Trung tâm Công nghệ thông tin và Chuyển đổi số - Sở Khoa học và Công nghệ; Phòng An ninh mạng và phòng chống tội phạm sử dụng công nghệ - Công an tỉnh Phú Thọ tổ chức Hội nghị tập huấn công tác chuyển đổi số và đảm bảo an toàn, an ninh thông tin năm 2025.

Ngày 03/12/2025

Quyết tâm cao, nỗ lực lớn đạt tăng trưởng trên 10,52% năm 2025

Ngày 2/12/2025, dưới sự chủ trì của đồng chí Trần Duy Đông - Phó Bí thư Tỉnh ủy, Chủ tịch UBND tỉnh và các đồng chí Phó Chủ tịch UBND tỉnh, UBND tỉnh tổ chức Phiên họp hành chính tháng 11 để xem xét, cho ý kiến vào dự thảo các văn bản thuộc thẩm quyền ban hành của UBND tỉnh và các nội dung khác phục vụ công tác quản lý, chỉ đạo điều hành của UBND tỉnh.

Ngày 03/12/2025

Phú Thọ bảo tồn và phát huy giá trị giống lúa nếp đặc sản Gà gáy, Quạ đen

Nếp Gà gáy và nếp Quạ đen là hai giống lúa đặc sản của Phú Thọ, không chỉ có giá trị nông sinh học mà còn mang ý nghĩa văn hóa tâm linh sâu sắc. Chỉ khi giữ được hạt giống thuần, mới có thể giữ được hương vị bánh chưng ngày Giỗ Tổ và tiếng gà gáy giữa đồng lúa đất Tổ ngàn năm sau.

Ngày 02/12/2025

Tập huấn bồi dưỡng kiến thức công nghệ thông tin, chuyển đổi số năm 2025

Ngày 01/12/2025, tại phường Vĩnh Phúc, Trung tâm Công nghệ thông tin và Chuyển đổi số - Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Phú Thọ phối hợp cùng Viện Đào tạo và Phát triển nhân lực - Liên hiệp các Hội Khoa học và kỹ thuật Việt Nam tổ chức khai giảng lớp bồi dưỡng kiến thức công nghệ thông tin, chuyển đổi số cho cán bộ, công chức các xã, phường trên địa bàn tỉnh Phú Thọ.

Ngày 01/12/2025

Khai giảng khoá tập huấn chuyên môn, nghiệp vụ cho cán bộ, công chức, viên chức cấp xã năm 2025

Ngày 1/12/2025, Bộ Khoa học và Công nghệ tổ chức khai giảng khoá tập huấn trực tuyến trên nền tảng MOOC cho cán bộ, công chức, viên chức cấp xã năm 2025.

Ngày 01/12/2025

Hỗ trợ doanh nghiệp tăng tốc đổi mới và nâng cao năng lực công nghệ

Những năm qua, các tỉnh Phú Thọ, Vĩnh Phúc và Hòa Bình (cũ) luôn chú trọng triển khai các cơ chế, chính sách đặc thù nhằm hỗ trợ doanh nghiệp trong lĩnh vực khoa học và công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số. Sau khi ba tỉnh hợp nhất thành tỉnh Phú Thọ mới, toàn bộ hệ thống chính sách được rà soát, thống nhất và mở rộng, hình thành một không gian hỗ trợ liên thông, hiệu quả và có sức lan tỏa lớn hơn, thể hiện rõ vai trò kiến tạo của Nhà nước trong đồng hành cùng doanh nghiệp ...

Ngày 01/12/2025

Thông báo