Historie přeprogramování buněk

přeprogramování buněk je proces používaný pro konverzi buněk z jednoho konkrétního typu na druhý. Během posledních šesti desetiletí bylo vyvinuto mnoho technik pro definování indukované pluripotence.

zápočet: nobeastsofierce/ .com

některé z principů a technik, které byly vyvinuty ve výzkumu buněčného přeprogramování, jsou aplikace jaderného přenosu somatických buněk v buněčné diferenciaci, což potvrdilo skutečnost, že diferencovaná buňka a časná embryonální buňka obsahují podobné genetické informace; přístupy, které jsou užitečné při kultivaci a generování pluripotentních buněk; a závěr, že transkripční faktory jsou hlavně zodpovědné za rozhodování o osudu buněk.

různé fáze vývoje výzkumu buněčného programování jsou popsány níže:

primární vývojové stadium

• v roce 1885: August Weissmann navrhl, že podmnožiny genetického materiálu se izolovaly mezi dceřinými buňkami současně s vývojem výzkumu přeprogramování buněk.
• v roce 1888: Wilhelm Roux rozptýlil jednu ze dvou buněk embrya. Zjistil, že pouze polovina celého embrya je vyvinuta z výsledné embryonální buňky. Hans Spemann uspěl v aplikaci této metody pomocí embrya mloka v roce 1935.
• v roce 1909: Ethel Browne Harvey, který provedl mnoho výzkumů buněčného dělení v embryu mořských ježků, byl první, kdo zjistil, že sekundární osa může být indukována do hostitele embrya buněčnými transplantacemi. Vynález Spemannova organizátora je založen na Harveyho práci na dělení embryonálních buněk.
• v roce 1928: Hilde Mangold a Hans Spemann provedli různé experimenty s embryem mloků, aby určili faktory, které jsou zodpovědné za embryonální diferenciaci a stanovení. Tyto experimenty vedly k demonstraci indukce mezi buňkami, pomocí které lze v embryonálním stádiu rozhodnout o osudu buněk podstupujících diferenciaci.

buňky zodpovědné za embryonální diferenciaci a stanovení se nazývají jako organizátor Spemann. Následně Spemann organizer vytvořil základnu pro různé molekulární embryonální výzkumy, které jsou prováděny za účelem nalezení faktorů, které jsou zodpovědné za rozhodování o osudu buňky.

kromě toho Spemann provedl různé studie, aby zjistil, zda buňky, které jsou podrobeny diferenciaci, mohou být obnoveny zpět do embryonálního stavu nebo tyto buňky přetrvávají, aby zůstaly v diferencovaném stavu. Spemann uvedl, že transplantované jádro obsahuje genom, který má schopnost řídit všechny typy buněčné diferenciace, pokud je jádro specializované buňky implantováno do již enukleovaného vajíčka, které se vyvinulo v embryo.

sekundární vývojové stadium

• v roce 1962: John Gurgeon je prvním člověkem, který prakticky definoval techniku přeprogramování buněk v roce 1962. Jeho výzkum klonování žab prostřednictvím jaderného přenosu vedl k zahájení jaderného přeprogramování buněk. Jaderné přeprogramování je proces, při kterém je genová exprese buněčného typu přeměněna na genovou expresi ostatních typů buněk.
• v roce 1981: Gail Martin a Martin Evans iniciovali a vyvinuli myší embryonální kmenové buňky. Austin Smith představil nezbytné podmínky pro kulturu embryonálních kmenových buněk a faktory, které jsou zodpovědné za pluripotenci v roce 1988.
• v roce 1987: přeměna buněčného osudu zprostředkovaná faktorem byla druhou fází této výzkumné linie, kterou založil Harold Weintraub. Jeho výzkum naznačil možnost přeměny fibro blastů na svalovou linii prostřednictvím myod transdukce.
• v roce 1997: lan Wilmut poprvé klonoval ovce, což byl milník v historii výzkumu buněčného přeprogramování.
• v roce 1998: aplikace přístupu k přeprogramování buněk při objevu HIV-TAT.
• v roce 2001: kmenové buňky embrya byly použity při přeprogramování somatických kmenových buněk. Bylo zjištěno, že tyto přeprogramované buňky a pluripotentní buňky mají stejné vlastnosti. Bylo pozorováno, že heterokaryony zaznamenaly transkripční změny v nepřítomnosti jaderné hybridizace.
• v roce 2007: historie výzkumu buněčného přeprogramování vedla k vývoji indukovaných pluripotentních kmenových buněk. Yamanaka a James Thomson poprvé vytvořili lidské indukované pluripotentní kmenové buňky.
• v roce 2012: John Gurdon a Shinya Yamanaka uspěli ve výzkumu, ve kterém je zralá buňka podrobená diferenciaci přeměněna na nezralou buňku a tato nezralá buňka může být vyvinuta do jakékoli buňky v těle. Tento vynález byl významným průlomem v historii výzkumu přeprogramování buněk.

nedávný vývoj

v posledních letech byly indukované pluripotentní kmenové buňky, které jsou generovány ze somatických kmenových buněk, široce používány v regenerativní medicíně. Nicméně účinnost přeprogramování buněk zůstává nízká. Existují některé další faktory, jako je tumorigenní potenciál, nestabilita atd., které ovlivňují použití indukovaných pluripotentních kmenových buněk, zejména v klinických aplikacích.

technika přeprogramování je tedy ve vývojové fázi, aby se vytvořily indukované pluripotentní kmenové buňky s lepší účinností, kvalitou a bezpečností. Vývoj se obecně zaměřuje na zdroj somatických buněk, přeprogramování faktoru koktejl, technika, kterou jsou zavedeny přeprogramovací faktory, a podmínky jsou kultivovány pro udržení generovaných indukovaných pluripotentních kmenových buněk.

další čtení

• Veškerý obsah buněk
• struktura a funkce buněčného jádra
• co jsou organely?
• řasinky a bičíky u eukaryot
• mitóza vs meióza