إعادة برمجة (علم التخلق)
في علم الأحياء، إعادة التخلق reprogramming، تشير إلى محو أو أعادة تصميم العلامات التخلقية، مثل ميثلة الدنا DNA methylation، أثناء تطور الثدييات أو في زراعة الخلية.[1] كما ترتبط هذه الظاهرة أيضاً مع تعديلات تساهمية بديلة للهيستونات.
تُمحا أنماط ميثلة الدنا بشكل كبير ثم يعاد تأسيسها بين الأجيال في الثدييات. جميع الميثلات الأبوية تمحى تقريباً، أولاً أثناء تكوين الأمشاج، ثم مرة أخرى في المراحل المبكرة من التخلق الجنيني، مع نزاع الميثل واعادته في كل مرة. تحدث عملية نزع الميثيل في المراحل المبكرة من التخلق الجنيني فيما قبل الانغراس على مرحلتين- أولاً في اللاقحة، ثم في دورات التكاثر الجنينية القليلة للتوتية والأريمة. ثم تتوالى موجات الميثلة أثناء مرحلة انغراس الجنين، بينما تكون Cpg islands محمية من الميثلة. يؤدي هذا إلى كبت كلي ويسمح بالتعبير عن الجينات المتراكمة في جميع الخلايا. في مرحلة ما بعد الانغراس، تكون أنماط الميثلة محددة ومرتبطة بالأنسجة مع التغييرات التي من شأنها أن تحدد كل نوع من أنواع الخلايا الفردية بثبات على مدار فترة زمنية طويلة.[2]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
التطور الجنيني
في أنظمة زراعة الخلايا
التاريخ
كان جون گوردون هو أول ما استعرض بنجاح إعادة البرمجة عام 1962، عندما أوضح أن الخلايا الجسدية المتباينة يمكن إعادة برمجتها مرة أخرى إلى حالة جنينية عندما تمكن من الحصول على الشراغيف السابحة بعد نقل الخلايا الظهارية المتباينة المعوية إلى بيض ضفدع منزوع النواة.[3] من أجل هذا حصل على جائزة نوبل في الطب 2012 مع شنيا ياماناكا.[4] كان ياماناكا أول من أثبت (في 2006) أن عملية نقل الخلية النووية هذه أو عملية إعادة البرمجة المستندة إلى البويضات (انظر أدناه)، التي اكتشفها گوردون، يمكن تلخيصها (في الفئران) بواسطة عوامل محددة (Oct4، Sox2، Klf4، وc-Myc) لتوليد الخلايا الجذعية المحرضة متعددة القدرات (iPSCs).[5] كما تم استخدام مجموعات أخرى من الجينات.[6]
التغير
نقل نواة الخلية الجسدية
الاستخدامات العلاجية
في 13 فبراير 2019 قام باحثون في جامعة جنيڤ إعادة برمجة خلايا بيتا مأخوذة من پنكرياس بشري، وزرعها في فئران تجارب، وبمساعدة مركبات تساعد على تطوير خلايا بيتا، نجحوا في إعادة برمجة الخلايا لإنتاج وإطلاق الأنسولين استجابة لمرض السكري. عندما غير قادرة على إفراز الإنسولين، فإن خلايا أخرى في الپنكرياس تبدأ في الظهور.[7] تبدأ خليتان أخرتان على الأقل، خلايا ألفا وخلايا الدلتا، في العمل مثل خلايا بيتا وتبدأ في إنتاج الإنسولين في القوارض. حصل الفريق علن نوعين من خلايا الپنكرياس الغير بائية من متبرعين مصابين بسكري النمط الثاني وآخرين غير مصابين بالسكري.
انظر أيضاً
المصادر
- ^ Reik W, Dean W, Walter J (August 2001). "Epigenetic reprogramming in mammalian development". Science (Review). 293 (5532): 1089–93. doi:10.1126/science.1063443. PMID 11498579.
- ^ Cedar H, Bergman Y (July 2012). "Programming of DNA methylation patterns". Annual Review of Biochemistry. 81: 97–117. doi:10.1146/annurev-biochem-052610-091920. PMID 22404632.
- ^ Gurdon JB (December 1962). "The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cells of feeding tadpoles". Journal of Embryology and Experimental Morphology. 10: 622–40. PMID 13951335.
- ^ "The Nobel Prize in Physiology or Medicine – 2012 Press Release". Nobel Media AB. 8 October 2012.
- ^ Takahashi K, Yamanaka S (August 2006). "Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors". Cell. 126 (4): 663–76. doi:10.1016/j.cell.2006.07.024. PMID 16904174.
- ^ Baker M (2007-12-06). "Adult cells reprogrammed to pluripotency, without tumors". Nature Reports Stem Cells. doi:10.1038/stemcells.2007.124.
- ^ "Reprogrammed Human Pancreatic Cells Treat Diabetes in Mice". مجلة ديسكڤري. 2019-02-13. Retrieved 2019-02-15.