به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، محققان برنامه تحقیقاتی اپی ژنتیک مؤسسه Babraham  توانسته‌اند در مورد برنامه‌ریزی مجدد سلول‌های بنیادی ساده به دنبال یک صفحه نمایش عملکردی گسترده ژنوم اطلاعات بیشتری کسب کنند. تحقیقات آنها که در ژورنال Science Advances منتشر شده است، تنظیم کننده‌های حیاتی برنامه ریزی مجدد را توصیف می‌کند و فرصت‌هایی را برای یک راه کارآمدتر و سریع تر برای تولید سلول‌های بنیادی پرتوان ساده انسان ارائه می‌دهد.
سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی (PSCs) ابزار مفیدی برای محققانی است که در مورد چگونگی تخصص سلول‌ها برای ساختن هر بافت بدن ما تحقیق می‌کنند. رهبر این تیم تحقیقاتی، Peter Rugg-Gunn، اهمیت این سلول‌ها را توضیح داد. سلول‌های انسانی در حالت ساده، ویژگی‌های مولکولی و سلولی کلیدی سلول‌ها را تا مرحله قبل از لانه‌گزینی تکرار می‌کنند. نکته مهم این است که وقتی  PSCهای ساده تشویق می‌شوند در شرایط خاص خود سازماندهی شوند، ساختارهایی را تشکیل می‌دهند که شبیه مرحله اولیه رشد بلاستوسیست است. با رشد این سلول‌ها در آزمایشگاه، می‌توانیم درباره رویدادهای کلیدی که در طول رشد انسان اتفاق می‌افتد، بیاموزیم و از آنها در پزشکی استفاده کنیم. 
اکثر آزمایش‌های برنامه‌ریزی مجدد، PSCهای اولیه را تولید می‌کنند که از نظر رشدی پیشرفته‌تر از PSCهای ساده هستند. روش‌های موجود برای برنامه‌ریزی مجدد ناکارآمد و کند بودند و مانع از تولید سریع تعداد سلول‌های بنیادی با کیفیت بالا توسط محققان می‌شد.
راندمان پایین برنامه ریزی مجدد ساده نشان دهنده وجود موانعی است که سلول‌ها را در رسیدن به حالت ساده محدود می‌کند. محققین این تحقیق با انجام یک صفحه نمایش ژنتیکی در مقیاس بزرگ برای شناسایی ژن‌هایی که مانع برنامه‌ریزی مجدد می‌شوند و به آنها کمک می‌کنند، این موانع را تقویت کردند. آنها توانستند تعداد زیادی از ژن‌ها را شناسایی کنند که نقش مهمی در برنامه‌ریزی ساده PSC دارند که قبلاً با این فرآیند مرتبط نبوده‌اند.
این تیم به طور خاص بر روی یک کمپلکس اپی ژنتیک (PRC1) متمرکز شد، که بیان ژن را بدون تغییر توالی DNA زیرین تنظیم می‌کند، و آنها دریافتند که برای تشکیل PSCهای ساده ضروری است. بدون این کمپلکس، سلول‌هایی که تحت برنامه‌ریزی مجدد قرار می‌گیرند، به جای سلول‌های PSC ساده، به نوع کاملاً متفاوتی از سلول تبدیل می‌شوند. این نشان می‌دهد که فعالیت PRC1 می‌تواند سلول‌های بیشتری را به برنامه‌ریزی مجدد تشویق کند و در واقع موانع را کاهش دهد.
پس از شناسایی عواملی که برنامه‌ریزی مجدد را افزایش می‌دهند، محققان به عواملی که مانع برنامه‌ریزی مجدد می‌شوند نیز توجه کردند، که نمونه‌ای از آن در مطالعه خود با یک پروتئین اپی ژنتیک به نام HDAC2 بود. زمانی که یکی از این عوامل را با استفاده از مواد شیمیایی انتخابی مهار کردند، برنامه‌ریزی مجدد PSC ساده‌تر با کارآمدتر و سریع‌تر اتفاق افتاد. می توان از هر دو طرف به آن نگاه کرد، به گونه‌ی که می‌توان موانع را حذف کرده و عواملی را معرفی کرده که سلول‌ها را به سمت تغییر حالت سوق می‌دهند. این تحقیق نه تنها توانایی دانشمندان را برای تولید PSCهای ساده انسان بهبود می‌بخشد، بلکه جزئیاتی را در مورد رویدادهای مولکولی که در طی انتقال حالت سلولی رخ می دهد، ارائه می‌دهد، و از طرفی باید توجه داشت که برخی از آنها در تنظیم رشد در جنین انسان حفظ می‌شوند.
پایان مطلب/
لینک منبع:

DOI: 10.1126/sciadv.abk0013