Processing math: 100%
Skip to main content
Library homepage
 
Global

10.6: התמיינות סלולרית ומידע גנומי

שאלה חשובה שנשאלה על ידי ביולוגים התפתחותיים מוקדמים הייתה, האם התמיינות תאית נובעת מאובדן מידע גנטי? האם המשלים הגנטי של נוירון שונה מתא עור או מתא שריר? שאלה זו ניגשה לראשונה על ידי בריגס וקינג בשנות החמישים באמצעות ניסויי העברה גרעינית בצפרדעים. ניסויים אלה הורחבו על ידי גורדון ומקינל בתחילת שנות השישים 320. הם הצליחו ליצור צפרדעים בוגרות באמצעות העברה גרעינית באמצעות תאים עובריים. אולם התהליך לא היה יעיל - רק אחוז קטן מהגרעינים שהועברו (שנלקחו מתאים מובחנים) תמכו בהתפתחות עוברית תקינה. אף על פי כן, ניסויים אלה העלו כי הרגולציה ולא אובדן המידע הגנטי היא החשובה בהתמיינות העוברית.

בשנת 1996 וילמוט ואח 'השתמשו בשיטה דומה לשבט היונק הראשון, הכבשה דולי. מאז שובטו מינים רבים ושונים של יונקים, ויש ויכוח רציני על שיבוט בני אדם. בשנת 2004, עכברים משובטים נגזרו מגרעינים של נוירונים חוש הריח בשיטה דומה לזו בה השתמש גורדון. נוירונים אלה הגיעו מעכבר מהונדס גנטית שהביע GFP (ראה לעיל). גן היברידי הכיל את רצף הקידוד עבור GFP ורצף רגולטורי שהוביל לביטוי שלו ברוב סוגי התאים של העכבר. גרעינים עצביים הושתלו לתוך ביצית שממנה הוסר הגרעין המקורי (ביצית מחורצת). לאחר מכן נעשה שימוש בבלסטולה שמקורם בתאים אלה ליצירת תאי גזע עובריים טוטיפוטנטים. הגרעינים מהתאים האלה הם שהושתלו לביצים עם גרעין. העוברים שהתקבלו הצליחו להתפתח לעכברים בוגרים ופלורסנטיים, והוכיחו כי גרעינים עצביים שמרו על כל המידע הנדרש ליצירת חיה בוגרת שלמה.

תהליך השיבוט מתאים סומטיים אינו יעיל - יש לבצע ניסיונות רבים, כל אחד באמצעות ביצית, כדי ליצור עובר שהוא ככל הנראה תקין (רוב העוברים שנוצרו בדרך זו היו חריגים). יחד עם זאת, ישנם חששות אתיים חזקים לגבי כל תהליך שיבוט הרבייה. לדוגמה סוגי התאים המשמשים, תאי גזע עובריים, נגזרים ממסת התא הפנימית של עוברים עכברים או אנושיים. ניתן לגדל תאי גזע עובריים בַּמַבחֵנָה ובתנאים מסוימים ניתן לגרום להם להתמיין לסוגי תאים שונים. מכיוון שדור תאי גזע עובריים אנושיים טוטיפוטנטים כרוך בהרס של עובר אנושי, הוא מעלה מספר סוגיות אתיות.

המחקר הנוכחי מנסה להימנע מבעיות אלה על ידי התמקדות באופטימיזציה של התהליך שבאמצעותו ניתן לתכנת מחדש גרעינים סומטיים לתמיכה בהתפתחות טוטיפוטנטית ופלוריפוטנטית. בתרחיש זה, תאים סומטיים מחולה מטופלים בגנים (או לאחרונה תוצרי גנים) של מספר קטן (בדרך כלל) ארבע מולקולות כדי לגרום לתאים סומטיים מובחנים להפוך לתאים פלוריפוטנטיים. "תאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים" (iPSCs) מתנהגים בדומה לתאי גזע עובריים. התקווה היא שניתן להשתמש ב- iPSCs שמקורם בחולה ליצירת רקמות או אפילו איברים שניתן להשתיל בחזרה למטופל, וכך להפוך ולתקן נזקים הקשורים למחלות.

שאלות שיש לענות עליהן ולהרהר בהן:

  • כיצד עשויות להיווצר אסימטריות בזיגוטה?
  • כיצד יכולים שני תאים המבטאים את אותה קבוצה של גורמי שעתוק, לבטא גנים שונים?
  • מבחינת גורמי שעתוק ואריזת כרומטין, מדוע קשה להפוך את ההתמיינות?
  • מדוע ייתכן שהאורגניזם ירצה להפחית את מספר תאי הגזע שהוא מכיל?
  • בהתבסס על הבנתך את השליטה בביטוי הגנים, תאר את השלבים הנדרשים לתכנות מחדש של גרעין כך שהוא יוכל לתמוך בהתפתחות העוברית.
  • מה נחוץ כדי שהתאים יהיו שונים זה מזה - למשל כיצד תאי שריר ותאי עור שונים זה מזה?
  • מהן ההתנגדויות האתיות העיקריות לשיבוט אנושי? מה אם השיבוט תוכנן לחסר מוח, ומיועד לשמש ל"חלקי חילוף "?

תורמים וייחוסים