تعیین و تعهد سرنوشت سلولی
چگونگی پیشرفت سلولها از یک وضعیت انعطافپذیر و مشخص به یک تعهد برگشتناپذیر به یک سرنوشت تکوینی خاص.
Definition
تعیین عبارت است از تعهد پایدار یک سلول به یک سرنوشت تکوینی خاص به گونهای که حتی در صورت انتقال به محیط جدید، آن سرنوشت را تولید خواهد کرد؛ تعهد فرآیند گستردهتری است که طی آن پتانسیل تکوینی یک سلول به تدریج از بسیاری از امکانات به یک امکان محدود میشود.
Scope
این موضوع مراحل محدودیت سرنوشت — از صلاحیت (competence) از طریق مشخص شدن (specification) تا تعیین (determination) — و آزمایشهای تجربی (جداسازی و پیوند) مورد استفاده برای تمایز آنها را پوشش میدهد. این موضوع حالتهای خودمختار (موزاییک) و شرطی (تنظیمی) مشخص شدن را مقایسه میکند و بررسی میکند که چگونه تعهد تثبیت میشود تا یک سلول و فرزندان آن به طور قابل اعتماد انواع سلولی صحیح را تولید کنند.
Core questions
- تفاوت بین مشخص شدن و تعیین شدن یک سلول چیست؟
- چگونه آزمایشها میتوانند زمان تعهد یک سلول را آشکار کنند؟
- چه زمانی سرنوشت توسط تعیینکنندههای داخلی در مقابل سیگنالهای خارجی تثبیت میشود؟
- چگونه تعهد در طول تقسیمات سلولی بعدی پایدار میشود؟
Key concepts
- صلاحیت، مشخص شدن و تعیین
- مشخص شدن خودمختار (موزاییک) در مقابل شرطی (تنظیمی)
- تعیینکنندههای سیتوپلاسمی
- محدودیت پتانسیل تکوینی
- آزمایشهای پیوند و جداسازی تعهد
Mechanisms
یک سلول ابتدا صلاحیت (competent) پیدا میکند — قادر به پاسخگویی به نشانههای تعیینکننده سرنوشت میشود — سپس مشخص (specified) میشود، به این معنی که اگر بدون مزاحمت رها شود، سرنوشتی را دنبال خواهد کرد اما هنوز هم میتواند تغییر مسیر دهد. با تعیین، سرنوشت ثابت میشود و حتی پس از پیوند سلول به منطقه متفاوت، حفظ میشود. مشخص شدن میتواند خودمختار (autonomous) باشد، که توسط تعیینکنندههای سیتوپلاسمی به ارث رسیده در طول تقسیم هدایت میشود، یا شرطی (conditional) باشد، که به سیگنالهای القایی از سلولهای همسایه بستگی دارد. تعهد توسط شبکههای فاکتور رونویسی اجرا میشود که پس از فعال شدن، بیان خود را تقویت کرده و تغییرات اپیژنتیکی را به کار میگیرند، برنامه انتخاب شده را تثبیت میکنند تا به سلولهای دختری منتقل شود.
Clinical relevance
منطق محدودیت سرنوشت، تلاشها برای هدایت سلولهای بنیادی به سمت ردههای سلولی مشخص و درک چگونگی شکست یا دور زدن تعهد در بیماری را روشن میکند. این مدخل آموزشی است و منبعی برای مشاوره بالینی نیست.
History
آزمایشهای کلاسیک جنینشناسی — جداسازی بلاستومرها و پیوند بافت بین جنینها — تمایز بین تکوین موزاییک و تنظیمی را برقرار کرد و معانی عملی مشخص شدن و تعیین را که امروزه نیز استفاده میشود، تعریف کرد.
Related topics
Seminal works
- gilbert2016
Frequently asked questions
- دانشمندان چگونه میدانند که یک سلول تعیین شده است؟
- با انتقال سلول به محیطی متفاوت: یک سلول تعیین شده سرنوشت اصلی خود را حفظ میکند، در حالی که یک سلول صرفاً مشخص شده هنوز هم میتواند توسط محیط جدید خود تغییر مسیر دهد.
- تعیینکنندههای سیتوپلاسمی چه هستند؟
- آنها مولکولهایی هستند که در مناطق خاصی از تخمک یا جنین اولیه قرار دارند و در طول تقسیم توسط سلولهای خاصی به ارث میرسند و به تثبیت سرنوشت آن سلولها کمک میکنند.