Pluripotensi Terinduksi dan Reprogramming

Bagaimana sel-sel berdiferensiasi dapat diatur ulang ke keadaan pluripoten oleh faktor-faktor tertentu, dan apa yang diungkapkan hal ini tentang reversibilitas identitas sel.

Definition

Reprogramming adalah konversi eksperimental sel dari satu keadaan berdiferensiasi ke keadaan lain atau kembali ke keadaan yang kurang berdiferensiasi; pluripotensi terinduksi adalah pemrograman ulang spesifik sel berdiferensiasi ke keadaan pluripoten dengan memperkenalkan seperangkat faktor pengatur yang telah ditentukan.

Scope

Topik ini mencakup pemrograman ulang seluler: transfer nuklir, induksi pluripotensi oleh faktor transkripsi tertentu, dan konversi langsung (transdiferensiasi) antar jenis sel. Topik ini membahas implikasi pemrograman ulang untuk memahami bagaimana identitas sel dipertahankan dan untuk menghasilkan sel yang cocok dengan pasien, sambil menjaga aplikasi dibingkai sebagai signifikansi daripada panduan.

Core questions

• Bagaimana sel berdiferensiasi dapat diatur ulang ke keadaan pluripoten?
• Faktor-faktor apa saja yang cukup untuk menginduksi pluripotensi?
• Dapatkah satu jenis sel berdiferensiasi diubah langsung menjadi jenis sel lain?
• Apa yang diungkapkan reprogramming tentang bagaimana identitas sel dipertahankan?

Key concepts

• Transfer nuklir
• Sel punca pluripoten terinduksi
• Faktor reprogramming yang ditentukan
• Konversi langsung (transdiferensiasi)
• Reversibilitas identitas sel

Key theories

Reprogramming yang didorong oleh faktor transkripsi

Memperkenalkan kombinasi faktor transkripsi yang ditentukan dapat mengesampingkan program berdiferensiasi sel dan mengaturnya ulang ke pluripotensi, menunjukkan bahwa identitas secara aktif dipertahankan oleh masukan regulasi daripada diperbaiki oleh perubahan genetik yang tidak dapat diubah.

Mechanisms

Bukti awal bahwa identitas sel dapat dibalik berasal dari transfer nuklir, di mana nukleus berdiferensiasi yang ditempatkan dalam telur dapat mendukung perkembangan, menunjukkan bahwa genom tetap utuh. Reprogramming menuju pluripotensi dicapai dengan memaksakan ekspresi sejumlah kecil faktor transkripsi yang mengaktifkan kembali jaringan pluripotensi dan mengatur ulang kromatin serta keadaan ekspresi gen; sel pluripoten terinduksi yang dihasilkan menyerupai sel punca embrionik. Dalam konversi langsung, faktor-faktor karakteristik dari satu garis keturunan berdiferensiasi diperkenalkan ke jenis sel lain untuk mengubah identitasnya tanpa melewati keadaan pluripoten. Proses-proses ini mengungkapkan bahwa keadaan berdiferensiasi adalah keseimbangan regulasi yang dapat digeser oleh masukan yang telah ditentukan.

Clinical relevance

Reprogramming memungkinkan pembentukan sel yang cocok dengan pasien untuk pemodelan penyakit, pengujian obat, dan potensi terapi sel, serta menyediakan alat untuk mempelajari bagaimana identitas sel terbentuk. Entri ini bersifat edukatif dan tidak memberikan panduan medis.

History

Eksperimen transfer nuklir menunjukkan bahwa nukleus berdiferensiasi mempertahankan potensi perkembangan penuh. Berdasarkan hal ini, demonstrasi bahwa faktor transkripsi tertentu dapat menginduksi pluripotensi pada sel berdiferensiasi membuka bidang baru dan diakui, bersama dengan pekerjaan transfer nuklir sebelumnya, dengan Hadiah Nobel.

Key figures

• Shinya Yamanaka
• John Gurdon

Seminal works

• takahashi2006
• gilbert2016

Frequently asked questions

Apa itu sel punca pluripoten terinduksi?

Sel-sel ini adalah sel-sel berdiferensiasi, seperti sel kulit, yang telah diatur ulang ke keadaan pluripoten — mampu membentuk banyak jenis sel — dengan memperkenalkan seperangkat faktor transkripsi yang telah ditentukan.

Apakah reprogramming mengubah DNA sel?

Tidak. Reprogramming mengubah gen mana yang aktif dengan mengatur ulang keadaan regulasi dan kromatin; urutan DNA yang mendasari tetap sama, itulah sebabnya proses ini dapat dibalik.