Solujen uudelleenohjelmoinnin historia

solujen uudelleenohjelmointi on prosessi, jota käytetään solujen muuntamiseen tietystä tyypistä toiseen. Viimeisten kuuden vuosikymmenen aikana on kehitetty monia tekniikoita indusoidun pluripotenssin määrittelemiseksi.

luotto: nobeastsofierce/.kom

joitakin solujen uudelleenohjelmointitutkimuksessa kehitettyjä periaatteita ja tekniikoita ovat somaattisten solujen tuman siirron soveltaminen solujen erilaistumisessa, mikä on vahvistanut sen tosiasian, että erilaistunut solu ja varhainen alkiosolu sisältävät samankaltaista geneettistä tietoa; lähestymistavat, jotka ovat hyödyllisiä pluripotenttien solujen viljelyssä ja tuottamisessa; ja johtopäätös, että transkriptiotekijät ovat pääasiassa vastuussa solun kohtalosta.

alla käsitellään soluohjaustutkimuksen eri kehitysvaiheita:

primaarinen kehitysvaihe

• vuonna 1885: August Weissmann esitti, että geenimateriaalin osajoukot eristäytyivät tytärsolujen välille samaan aikaan, kun solujen uudelleenohjelmointitutkimus eteni.
• vuonna 1888: Wilhelm Roux hajotti toisen alkion kahdesta solusta. Hän havaitsi, että vain puolet täydellisestä alkiosta kehittyy syntyneestä alkiosolusta. Hans Spemann oli onnistunut soveltamaan tätä menetelmää Newtin alkiolla vuonna 1935.
• vuonna 1909: Ethel Browne Harvey, joka teki paljon tutkimusta solujen jakautumisesta merisiilien alkiossa, oli ensimmäinen, joka havaitsi, että toisioakseli voidaan indusoida alkio-isäntään solusiirroilla. Spemannin Järjestäjän keksiminen perustuu Harveyn työhön alkion solunjakautumisesta.
• vuonna 1928: Hilde Mangold ja Hans Spemann tekivät erilaisia kokeita Salamantereiden alkioilla selvittääkseen alkioiden erilaistumisesta ja määrityksestä vastuussa olevat tekijät. Nämä kokeet johtivat solujen välisen induktion demonstraatioon, jonka avulla erilaistuvien solujen kohtalo voidaan ratkaista alkiovaiheessa.

alkion erilaistumisesta ja määrityksestä vastaavia soluja kutsutaan Spemannin järjestäjiksi. Myöhemmin Spemann-järjestäjä muodosti pohjan erilaisille molekyylialkiotutkimuksille, joissa etsitään tekijöitä, jotka ovat vastuussa solun kohtalosta.

lisäksi Spemann oli tehnyt erilaisia tutkimuksia selvittääkseen, voidaanko erilaistuvat solut palauttaa takaisin alkiotilaan vai säilyvätkö nämä solut erilaistuneessa tilassa. Spemann esitti, että siirrettyyn tumakkeeseen sisältyi genomi, joka kykenee ohjaamaan kaikenlaisia solujen erilaistumista, jos erikoistuneen solun tuma istutetaan jo alkioksi kehittyneeseen enukleoituneeseen munasoluun.

sekundaarinen kehitysvaihe

• vuonna 1962: John Gurgeon on ensimmäinen henkilö, joka käytännössä määritteli solujen uudelleenohjelmointitekniikan vuonna 1962. Hänen tutkimuksensa sammakoiden kloonauksesta ydinenergian siirron avulla johti solujen ydinohjelmoinnin aloittamiseen. Ydinreformointi on prosessi, jossa jonkin solutyypin geeniekspressio muuntuu muiden solutyyppien geeniekspressioksi.
• vuonna 1981: Gail Martin ja Martin Evans aloittivat ja kehittivät hiiren alkion kantasoluja. Austin Smith esitti tarvittavat edellytykset alkion kantasoluviljelmälle ja pluripotenssia aiheuttaville tekijöille vuonna 1988.
• vuonna 1987: Tekijävälitteinen solujen kohtalomuunnos oli toinen vaihe tässä Harold Weintraubin perustamassa tutkimuslinjassa. Hänen tutkimuksensa osoitti, että fibro-blastit voivat muuttua lihaslinjaksi MyoD-transduktion avulla.
• vuonna 1997: lan Wilmut kloonasi ensimmäistä kertaa lampaan, mikä oli virstanpylväs solujen uudelleenohjelmointitutkimuksen historiassa.
• In 1998: Application of cell reprogramming approach in the discovery of HIV-TAT.
• vuonna 2001: alkion kantasoluja käytettiin somaattisten kantasolujen uudelleenohjelmoinnissa. Näillä uudelleenohjelmoiduilla soluilla ja pluripotenteilla soluilla on todettu olevan samat ominaisuudet. On havaittu, että heterokaryonit kokivat transkriptiomuutoksia ydin hybridisaation puuttuessa.
• vuonna 2007: solujen uudelleenohjelmoinnin tutkimushistoria oli johtanut indusoitujen pluripotenttien kantasolujen kehittymiseen. Yamanaka ja James Thomson tuottivat ensimmäistä kertaa ihmisen indusoimia pluripotentteja kantasoluja.
• vuonna 2012: John Gurdon ja Shinya Yamanaka olivat onnistuneet tekemään tutkimusta, jossa erilaistumisen kohteeksi joutunut kypsä solu muunnetaan kypsymättömäksi soluksi ja tästä kypsymättömästä solusta voidaan kehittää mikä tahansa solu kehossa. Tämä keksintö oli merkittävä läpimurto solujen uudelleenohjelmoinnin tutkimuksen historiassa.

viimeaikainen kehitys

viime vuosina somaattisista kantasoluista syntyneitä indusoituja pluripotentteja kantasoluja on käytetty laajalti regeneratiivisessa lääketieteessä. Tästä huolimatta solujen uudelleenohjelmoinnin tehokkuus on edelleen alhainen. On olemassa joitakin muita tekijöitä, kuten tuumorigeeninen potentiaali, epästabiilisuus jne., jotka vaikuttavat indusoitujen pluripotenttien kantasolujen käyttöön erityisesti kliinisissä sovelluksissa.

näin ollen uudelleenohjelmointitekniikka on kehitysvaiheessa, jotta indusoidut pluripotentit kantasolut saataisiin tehokkaammiksi, laadukkaammiksi ja turvallisemmiksi. Kehitys kohdistuu yleensä lähde somaattisten solujen, uudelleenohjelmointi tekijä cocktail, tekniikka, jolla uudelleenohjelmointi tekijät otetaan käyttöön, ja olosuhteet viljellään ylläpitää tuotettu indusoitu pluripotentti kantasoluja.

lisätietoja

• kaikki solupitoisuus
• solun tuman rakenne ja toiminta
• mitkä ovat organellit?
• eukaryootit
• mitoosi vs meioosi