Istoria reprogramării celulare

reprogramarea celulelor este procesul utilizat pentru Conversia celulelor de la un anumit tip la altul. În ultimele șase decenii, au fost dezvoltate multe tehnici pentru a defini pluripotența indusă.

Credit: nobeastsofierce/.com

unele dintre principiile și tehnicile care au fost dezvoltate în cercetarea reprogramării celulare sunt aplicarea transferului nuclear al celulelor somatice în diferențierea celulelor, ceea ce a confirmat faptul că celula diferențiată și celula embrionară timpurie conțin informații genetice similare; abordări care sunt utile în cultivarea și generarea celulelor pluripotente; și concluzia că factorii de transcripție sunt în principal responsabili pentru a decide soarta celulei.

diferite etape de dezvoltare a cercetării programării celulare sunt discutate mai jos:

etapa primară de dezvoltare

• în 1885: August Weissmann a sugerat că subseturile de material genetic au devenit izolate între celulele fiice simultan cu progresul dezvoltării cercetării reprogramării celulare.
• în 1888: Wilhelm Roux a disipat una dintre cele două celule ale unui embrion. El a descoperit că doar jumătate din embrionul complet este dezvoltat din celula embrionară rezultată. Hans Spemann reușise să aplice această metodă folosind embrionul newt în 1935.
• în 1909: Ethel Browne Harvey, care a efectuat multe cercetări privind diviziunea celulară în embrionul arici de mare, a fost primul care a descoperit că axa secundară poate fi indusă în gazda embrionului prin transplanturi de celule. Invenția organizatorului Spemann se bazează pe munca lui Harvey privind diviziunea celulară embrionară.
• în 1928: Hilde Mangold și Hans Spemann au efectuat diverse experimente cu embrionul salamandrelor pentru a determina factorii responsabili de diferențierea și determinarea embrionară. Aceste experimente au condus la demonstrarea inducției celulă-celulă, prin care soarta celulelor supuse diferențierii poate fi decisă în stadiul embrionar.

celulele responsabile pentru diferențierea și determinarea embrionară sunt numite organizatorul Spemann. Ulterior, organizatorul Spemann a format baza diferitelor cercetări embrionare moleculare care sunt efectuate pentru a găsi factorii care sunt responsabili pentru a decide soarta celulei.

în plus, Spemann a efectuat diverse studii pentru a afla dacă celulele care sunt supuse diferențierii pot fi readuse la starea embrionară sau dacă aceste celule persistă pentru a rămâne într-o stare diferențiată. Spemann a prezentat că nucleul transplantat conținea un genom care are capacitatea de a direcționa toate tipurile de diferențiere celulară, dacă un nucleu al celulei specializate este implantat într-un ou deja enucleat care s-a dezvoltat într-un embrion.

stadiul secundar de dezvoltare

• în 1962: John Gurgeon este prima persoană care a definit practic tehnica de reprogramare a celulelor în 1962. Cercetările sale privind clonarea broaștelor prin transfer nuclear au dus la inițierea reprogramării nucleare a celulelor. Reprogramarea nucleară este un proces prin care expresia genică a unui tip de celulă este transformată în expresia genică a celorlalte tipuri de celule.
• în 1981: Gail Martin și Martin Evans au inițiat și dezvoltat celulele stem embrionare de șoarece. Austin Smith a prezentat condițiile necesare pentru cultura celulelor stem embrionare și factorii responsabili de pluripotență în 1988.
• în 1987: conversia destinului celular mediată de factori a fost a doua etapă a acestei linii de cercetare, care a fost stabilită de Harold Weintraub. Cercetările sale au indicat posibilitatea conversiei exploziilor fibro în linia musculară prin transducția MyoD.
• în 1997: pentru prima dată, lan Wilmut a clonat o oaie, ceea ce a reprezentat o piatră de hotar în istoria cercetării reprogramării celulare.
• în 1998: aplicarea abordării de reprogramare celulară în descoperirea HIV-TAT.
• în 2001: celulele Stem ale unui embrion au fost utilizate în reprogramarea celulelor stem somatice. Aceste celule reprogramate și celule pluripotente se dovedesc a avea aceleași proprietăți. S-a observat că heterokarionii au suferit modificări transcripționale în absența hibridizării nucleare.
• în 2007: istoria cercetării asupra reprogramării celulare a dus la dezvoltarea celulelor stem pluripotente induse. Yamanaka și James Thomson au generat pentru prima dată celule stem pluripotente induse de om.
• în 2012: John Gurdon și Shinya Yamanaka au reușit să efectueze cercetări, în care celula matură supusă diferențierii este transformată într-o celulă imatură și această celulă imatură poate fi dezvoltată în orice celulă din corp. Această invenție a fost un progres major în istoria cercetării reprogramării celulare.

evoluții recente

în ultimii ani, celulele stem pluripotente induse care sunt generate din celule stem somatice au fost utilizate pe scară largă în medicina regenerativă. Cu toate acestea, eficiența reprogramării celulare rămâne scăzută. Există și alți factori, cum ar fi potențialul tumorigen, instabilitatea etc., care afectează utilizarea celulelor stem pluripotente induse, în special în aplicațiile clinice.

prin urmare, tehnica de reprogramare se află în stadiul de dezvoltare pentru a genera celule stem pluripotente induse de o mai bună eficiență, calitate și siguranță. Dezvoltarea vizează în general sursa celulei somatice, cocktail-ul factorului de reprogramare, tehnica prin care sunt introduși factorii de reprogramare și condițiile sunt cultivate pentru a menține celulele stem pluripotente induse generate.

lecturi suplimentare

• tot conținutul celular
• structura și funcția nucleului celular
• ce sunt organele?
• Cilia și flagelul în eucariote
• mitoză vs meioză