Historia przeprogramowania komórek

przeprogramowanie komórek jest procesem używanym do konwersji komórek z jednego konkretnego typu na inny. W ciągu ostatnich sześciu dekad, wiele technik zostały opracowane w celu określenia indukowanej pluripotencji.

Autor: nobeastsofierce /com

niektóre z zasad i technik, które zostały opracowane w badaniach przeprogramowania komórek, to zastosowanie transferu jądrowego komórek somatycznych w różnicowaniu komórek, co potwierdziło fakt, że zróżnicowana komórka i wczesna komórka embrionalna zawierają podobną informację genetyczną; podejścia, które są przydatne w hodowli i generowaniu komórek pluripotencjalnych; i wniosek, że czynniki transkrypcyjne są głównie odpowiedzialne za decydowanie o losie komórki.

poszczególne etapy rozwoju badań nad programowaniem komórek omówiono poniżej:

pierwotny etap rozwoju

• w 1885: August Weissmann zasugerował, że podgrupy materiału genetycznego zostały wyizolowane między komórkami potomnymi jednocześnie z postępem rozwoju badań nad przeprogramowaniem komórek.
• w 1888: Wilhelm Roux rozproszył jedną z dwóch komórek zarodka. Odkrył, że tylko połowa całego embrionu jest rozwinięta z powstałej komórki embrionalnej. Hansowi Spemannowi udało się zastosować tę metodę przy użyciu zarodka traszki w 1935 roku.
• w 1909: Ethel Browne Harvey, która przeprowadziła wiele badań nad podziałem komórek w zarodku jeżowców, jako pierwsza odkryła, że oś wtórna może być indukowana do gospodarza zarodka przez przeszczepy komórek. Wynalezienie organizatora Spemanna opiera się na pracach Harveya nad podziałem komórek embrionalnych.
• w 1928: Hilde Mangold i Hans Spemann przeprowadzili różne eksperymenty z embrionem Salamandry w celu określenia czynników odpowiedzialnych za różnicowanie i determinację embrionu. Eksperymenty te doprowadziły do demonstracji indukcji komórki do komórki, dzięki której los komórek poddawanych różnicowaniu może być decydowany w stadium embrionalnym.

komórki odpowiedzialne za różnicowanie i determinację zarodkową nazywane są organizmem Spemanna. Następnie organizator Spemanna stworzył bazę dla różnych molekularnych badań embrionalnych, które są prowadzone w celu znalezienia czynników odpowiedzialnych za decydowanie o losie komórki.

ponadto Spemann przeprowadził różne badania w celu ustalenia, czy komórki poddane różnicowaniu mogą zostać przywrócone do stanu embrionalnego, czy też komórki te utrzymują się w stanie zróżnicowanym. Spemann przedstawił, że przeszczepione jądro zawiera Genom, który ma zdolność kierowania wszystkimi typami różnicowania komórek, jeśli jądro wyspecjalizowanej komórki zostanie wszczepione do już wyłuskanego jaja, które rozwinęło się w zarodek.

wtórne stadium rozwoju

• w 1962: John Gurgeon jest pierwszą osobą, która praktycznie zdefiniowała technikę przeprogramowania komórek w 1962 roku. Jego badania nad klonowaniem żab poprzez transfer jądrowy doprowadziły do zainicjowania przeprogramowania jądrowego komórek. Przeprogramowanie jądrowe jest procesem, w którym ekspresja genu typu komórki jest przekształcana w ekspresję genu innych typów komórek.
• w 1981: Gail Martin i Martin Evans zainicjowali i rozwinęli zarodkowe komórki macierzyste myszy. Austin Smith przedstawił w 1988 niezbędne warunki dla hodowli embrionalnych komórek macierzystych i czynniki odpowiedzialne za pluripotencję.
• w 1987: Konwersja losów komórek za pośrednictwem czynnika była drugim etapem tej linii badawczej, którą założył Harold Weintraub. Jego badania wskazywały na możliwość konwersji blastów włóknistych do linii mięśniowej poprzez transdukcję miodu.
• w 1997: po raz pierwszy lan Wilmut sklonował owcę, co było kamieniem milowym w historii badań nad przeprogramowaniem komórek.
• In 1998: Application of cell reprogramming approach in the discovery of HIV-TAT.
• w 2001: komórki macierzyste zarodka zostały wykorzystane do przeprogramowania somatycznych komórek macierzystych. Te przeprogramowane komórki i komórki pluripotencjalne mają te same właściwości. Zaobserwowano, że heterokaryony doświadczały zmian transkrypcyjnych przy braku hybrydyzacji jądrowej.
• w 2007: historia badań nad przeprogramowaniem komórek doprowadziła do rozwoju indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych. Yamanaka i James Thomson po raz pierwszy wygenerowali indukowane przez człowieka pluripotencjalne komórki macierzyste.
• w 2012: John Gurdon i Shinya Yamanaka udało się przeprowadzić badania, w których dojrzała komórka poddana różnicowaniu jest przekształcana w niedojrzałą komórkę, a ta niedojrzała komórka może zostać przekształcona w dowolną komórkę w ciele. Wynalazek ten był przełomem w historii badań nad przeprogramowaniem komórek.

ostatnie zmiany

w ostatnich latach indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste, które są generowane z somatycznych komórek macierzystych, były szeroko stosowane w medycynie regeneracyjnej. Niemniej jednak wydajność przeprogramowania komórek pozostaje niska. Istnieje kilka innych czynników, takich jak potencjał nowotworowy, niestabilność itp., które wpływają na wykorzystanie indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych, szczególnie w zastosowaniach klinicznych.

stąd technika przeprogramowania jest w fazie rozwoju w celu wygenerowania indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych o lepszej wydajności, jakości i bezpieczeństwie. Rozwój ogólnie celuje źródło komórka somatyczna, przeprogramowywać czynnik koktajl, Technika przez który przeprogramowywać czynniki wprowadzają, i warunki hodować utrzymywać wytwarzać nakłaniać pluripotent komórki macierzyste.

Czytaj dalej

• Cała zawartość komórki
• struktura i funkcja jądra komórkowego
• czym są organelle?
• rzęski i wici u eukariotów
• mitoza vs mejoza