امکان افزایش برنامه ریزی مجدد سلولی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما عامل‌های رونویسی پیشگام، سرنوشت سلول را با ایجاد حالت‌های اولیه و فعال رونویسی تنظیم می‌کنند. با این حال، کنترل سرنوشت سلولی مستلزم هماهنگی فعال‌سازی ژن اختصاصی و سرکوب برنامه‌های جایگزین است. یک نمونه تداخلی جدید این موضوع را بررسی می‌کند که چگونه عامل رونویسی پیشگام تمایز لایه درونی سلول انسانی را در مدت توسعه کبد کنترل می‌کند، زیرا این سلول‌ها نوید زیادی برای نمونه سازی بیماری‌های شخصی و پزشکی بازساختی دارند. با این حال، یک چالش بزرگ دستیابی به سرکوب ژنی کافی از نوع سلول اصلی است، زیرا سرکوب ناکافی اغلب منجر به تشکیل سلول‌های دوگانه می‌شود و بنابراین کاربرد‌های ترجمه را محدود می‌کند. اکنون یافته‌های جدید مطالعه‌ای که به صورت برخط در Molecular Cell منتشر شده است، می‌تواند بر مطالعات برنامه‌ریزی مجدد سلولی و ارگانوئیدی آینده تأثیر بگذارد.

(ارگانوئید به کشت سه بعدی از انواع سلول‌های مختلف مشتق شده از ریزنمونه‌های بافتی، تومورها، سلول‌های بنیادی یا سایر سلول‌های پیش ساز اشاره دارد که تحت شرایط کنترل شده سازماندهی می‌شوند و به انواع سلول‌های عملکردی تمایز می‌یابند.)

اگرچه پیشرفت قابل توجهی در درک سازوکار‌های زیربنایی فعال‌سازی ژن‌های خاص حاصل شده است، اما ساروکار‌های سرکوب کمتر مورد بررسی قرار گرفته‌اند. بنابراین، بسیار مهم است که بدانیم چگونه برنامه‌های نسل جایگزین معمولاً در مدت توسعه سرکوب می‌شوند. یکی از پیشرفت‌های مهمی که امکان برنامه‌ریزی یا برنامه‌ریزی مجدد سرنوشت سلولی با کارامدی بالاتر را در یک ظرف فراهم کرد، کشف نحوه استفاده از عوامل رونویسی پیشگام بوده است. هر سلول در بدن ما دارای بیش از ۲۰۰ عامل رونویسی است که در داخل مارپیچ DNA حرکت می‌کنند و به ژن‌های خاصی دستور می‌دهند تا فعال یا غیرفعال شوند. در مراحل اولیه رشد جنین، زیرمجموعه کوچکی از سلول‌های «پیشرو» در داخل سلول‌های پیش‌ساز ما عمل می‌کنند تا سلول‌های بالغی بسازند که بخشی از ستون فقرات، قلب یا کبد می‌شوند. شناسایی سلول‌های کلیدی پرتوان پیشگام به محققان کمک کرد تا یاد بگیرند که چگونه سلول‌های بنیادی پرتوان القایی را از هر نوع سلول بالغ بسازند، تا بتوانند به ساخت انواع دیگر سلول‌ها دست یابند علاوه بر این سلول‌های پیشگام بافت خاص می‌توانند مستقیماً یک نوع سلول بالغ را به یک نوع سلول هدفمند بدون عبور از حالت پرتوان برنامه ریزی مجدد کنند.

دکتر ماکیکو ایوافوچی، عضو بخش زیست شناسی مرکز سلول‌های بنیادی و پزشکی می‌گوید: همانطور که ما درک جامع تری از سازوکار‌های زیربنایی سرکوب ژنی به دست می‌آوریم، می‌دانیم که دستکاری دقیق سرنوشت سلولی برنامه ریزی مجدد سلولی را تا حد زیادی افزایش می‌دهد. ساتوشی ماتسوی، از نویسندگان ارشد این مطالعه می‌گوید: وقتی عملکرد سلولی مختل می‌شود، سلول‌ها مسیر‌های تکوینی متعددی را دنبال می‌کنند. اما زمانی که این سلول به طور طبیعی عمل کرد، سلول‌ها در مسیر خود باقی ماندند. این به گروه تحقیقاتی اجازه داد تا به این نتیجه برسند که این سلول‌ها از ایجاد نسل جایگزین و بیان ژن زودرس جلوگیری می‌کند. محققان در ادامه نشان دادند در سلول‌های پرتوان، عامل رونویسی پیشگام عملکرد سرکوب مشابهی را با همکاری با یک عامل رونویسی مرتبط انجام می‌دهد.

ایوافوچی ازدیگر نویسندگان می‌گوید نقش اصلی این سلول‌ها و توانایی در سرکوب مسیر‌های تکوینی، می‌تواند بر مطالعات برنامه‌ریزی مجدد سلولی آینده تأثیر بگذارد.

اکنون که محققان نشان داده‌اند که سلول‌های پیشگام برای محافظت از سرنوشت سلول هماهنگ می‌شوند، دانشمندان امیدوارند تولید سایر بافت‌های مهندسی شده در حجم‌های بزرگ‌تر با درجه سازگاری بالاتر امکان‌پذیر شود.