Sel Punca dan Regenerasi
Bagaimana sel punca yang memperbarui diri mempertahankan dan mengganti jaringan, bagaimana nasib sel dapat diatur ulang, dan bagaimana beberapa organisme menumbuhkan kembali bagian tubuh yang hilang.
Definition
Sel punca adalah sel yang mampu memperbarui diri dan berdiferensiasi menjadi satu atau lebih jenis sel khusus; regenerasi adalah pertumbuhan kembali atau penggantian sel, jaringan, atau bagian tubuh yang hilang atau rusak secara perkembangan.
Scope
Area ini mencakup biologi sel punca — sifat pembaruan diri dan potensi, perbedaan antara sel punca embrionik dan dewasa, serta ceruk sel punca — bersama dengan pemrograman ulang eksperimental sel yang berdiferensiasi, mekanisme regenerasi dan perbaikan jaringan, dan bagaimana kapasitas regeneratif berubah seiring penuaan. Ini mengacu pada prinsip-prinsip perkembangan untuk menjelaskan bagaimana jaringan dibangun, dipelihara, dan dipulihkan.
Sub-topics
Core questions
- Apa yang memberi sel punca kemampuan untuk memperbarui diri dan berdiferensiasi?
- Bagaimana sel punca embrionik dan dewasa berbeda dalam potensi dan perannya?
- Bisakah nasib sel yang berdiferensiasi diatur ulang, dan bagaimana caranya?
- Mengapa beberapa hewan dapat meregenerasi organ sementara yang lain tidak bisa?
Key theories
- Pluripotensi sel punca embrionik
- Sel yang berasal dari embrio awal dapat diperbanyak tanpa batas waktu sambil mempertahankan kapasitas untuk membentuk semua jenis sel tubuh, menetapkan pluripotensi sebagai keadaan seluler yang dapat didefinisikan dan dipertahankan.
- Pemrograman ulang terinduksi menjadi pluripotensi
- Satu set kecil faktor transkripsi yang terdefinisi dapat mengubah sel yang berdiferensiasi kembali ke keadaan pluripoten, menunjukkan bahwa potensi diatur oleh masukan regulasi dan dapat dipulihkan secara eksperimental.
Mechanisms
Sel punca menyeimbangkan pembaruan diri dan diferensiasi, sering kali diatur oleh sinyal dari lingkungan mikro di sekitarnya, yaitu ceruk, yang mempertahankan identitas sel punca dan mengontrol kapan sel berdiferensiasi. Potensi berkisar dari sel punca embrionik pluripoten, yang mampu membentuk semua jenis sel tubuh, hingga sel punca dewasa (jaringan) yang lebih terbatas yang mempertahankan organ tertentu. Sel yang berdiferensiasi tidak terpaku secara permanen: pasokan faktor transkripsi tertentu dapat memprogram ulang sel tersebut menjadi pluripotensi, dan beberapa sel dapat bertransdiferensiasi. Regenerasi menggunakan kembali program perkembangan — proliferasi, pembentukan pola, dan diferensiasi — untuk membangun kembali struktur yang hilang, dengan tingkat kapasitas regeneratif yang sangat bervariasi di antara spesies dan cenderung menurun seiring bertambahnya usia.
Clinical relevance
Biologi sel punca dan pemrograman ulang mendasari pengobatan regeneratif, pemodelan penyakit, dan penemuan obat, serta pemahaman tentang regenerasi menginformasikan pendekatan untuk perbaikan jaringan. Entri ini bersifat edukatif dan tidak memberikan panduan medis atau pengobatan.
History
Penelitian tentang sel pembentuk darah menetapkan konsep sel punca; derivasi sel punca embrionik manusia pada tahun 1998 membuat sel manusia pluripoten tersedia untuk penelitian, dan induksi pluripotensi dari sel yang berdiferensiasi pada tahun 2006 mengubah bidang ini dan diakui dengan Hadiah Nobel.
Key figures
- James Thomson
- Shinya Yamanaka
- John Gurdon
- Ernest McCulloch
- James Till
Related topics
Seminal works
- thomson1998
- takahashi2006
- gilbert2016
Frequently asked questions
- Apa yang membuat sel menjadi sel punca?
- Sel punca dapat memperbarui dirinya sendiri dengan membelah dan menghasilkan jenis sel yang lebih khusus, memungkinkannya untuk mempertahankan atau mengisi kembali suatu jaringan.
- Mengapa beberapa hewan dapat menumbuhkan kembali anggota badan yang hilang dan yang lain tidak bisa?
- Regenerasi bergantung pada reaktivasi program perkembangan; spesies berbeda dalam seberapa mudah sel mereka dapat masuk kembali ke program tersebut, sehingga kapasitas regeneratif sangat bervariasi di seluruh kerajaan hewan.