به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، بسیاری از انواع سلول‌ها در بدن انسان از طریق فرآیند تمایز تولید می‌شوند که در طی این فرایند، سلول‌های بنیادی به انواع تخصصی تر تبدیل می‌شوند. در حال حاضر، کنترل تمایز سلول‌های بنیادی در آزمایشگاه (در شرایط آزمایشگاهی) برای محققان چالش برانگیز است. اووسیت‌ها که سلول‌های زایایی هستند که به تخمک تبدیل می‌شوند، مورد توجه خاص برای حل این مشکل هستند. بنابراین درک تکوین آنها می‌تواند تأثیرات گسترده‌ای از درمان ناباروری گرفته تا حفاظت از گونه‌های در معرض خطر داشته باشد. یک مطالعه جدید توسط تیمی از محققان ژاپنی به سرپرستی دکتر Mitinori Saitou با موفقیت تخمک‌های میوز (تقسیم‌کننده) را از سلول‌های بنیادی جنینی میمون‌های سینومولگوس که در ویژگی‌های فیزیولوژیکی زیادی با انسان مشترک است، القا کرد. هدف محققان ایجاد یک روش کشت برای القای تمایز تخمک‌های میوز، برای رشد سلول‌های زایای انسان و سایر نخستی‌ها بوده است. یافته‌های این مطالعه در مجله EMBO منتشر شد.

همسانی اووژنز انسان و میمون

اووژنز در شرایط آزمایشگاهی انسانی چارچوبی را برای شفاف سازی مکانیسم اووژنز انسانی و ناهنجاری‌های آن فراهم می‌کند. بر این اساس، سلول‌های بنیادی پرتوان با برنامه‌ریزی مجدد اپی ژنتیک به سلول‌های شبه سلول زایای اولیه و به اوگونیا القا شده‌اند، اما بازسازی‌های بیشتر همچنان یک چالش است. در همین راستا ترویج اووژنز در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از یک مدل فیزیولوژیکی نزدیک به انسان حیاتی است. در انسان و میمون، اپی ژنوم Xi (غیر فعال سازی کروموزوم x) در سلول‌های بنیادی پرتوان به عنوان یک عامل تعیین کننده برنامه ریزی مجدد Xi عمل می‌کند. بنابراین فعال‌سازی بیش از حد این مسیر تکوینی با تنظیم بهینه ژن‌های میوز، مانع از پیشرفت میوز در شرایط آزمایشگاهی می‌شود. بنابراین  Cy in vitro oogenesis همسانی مهمی را با سیستم انسانی نشان می‌دهد، از جمله با توجه به تنگناها، که یک مدل برجسته برای پیشبرد تخم‌زایی انسان در شرایط آزمایشگاهی ارائه می‌کند.

فرایند غیرفعال‌سازی و فعال‌سازی مجدد کروموزوم X

در پستانداران ماده، دو کروموزوم X در معرض تنظیم ژن اپی‌ژنتیکی هستند تا دوز ژن مرتبط با X را با اتوزوم‌ها و در رابطه با نرها که دارای یک کروموزوم X و یک Y هستند، متعادل کنند. این امر با تعامل پیچیده‌ای از چندین فرآیند به دست می‌آید. غیرفعال‌سازی و فعال‌سازی مجدد کروموزوم X موجب تنظیم اپی‌ژنتیکی جهانی بیان از یک کروموزوم X به روشی خاص مرحله‌ای می‌شود، در حالی که فرآیند دخیل در کروموزوم X با تنظیم دقیق سطوح رونویسی X دوم به این امر پاسخ می‌دهد. از طرفی عملکرد آن در انتقال اطلاعات ژنتیکی و اپی‌ژنتیکی از یک نسل به نسل دیگر حیاتی است و در واقع بازسازی کروموزوم X یکی از مراحل کلیدی در زمینه سازی برای توسعه موفقیت آمیز یک نسل است.

تولید و کشت تخمک میوزی

این تیم قبلاً شرایطی را برای القای اووگونیا ( پیش‌سازهای تخمک) از طریق تجمع سلول‌های شبه سلول زایای اولیه انسانی (hPGCLCs) با سلول‌های تخمدان جنین‌های موش ماده و سپس کشت آنها در شرایط خاص گزارش کرده بودند. ولی به طور مشابه، PGCLCs از میمون cynomolgus برای تمایز به اووگونیا القا شد اما به تخمک میوز پیشرفت نکرد. برای غلبه بر این مانع، اوگونیاهای القا شده با سلول‌های سوماتیک از تخمدان‌های جنین موش ماده جدا شده و مجدداً کشت شدند. تحت این شرایط کشت جدید، اوگونیا میمون سینومولگوس با موفقیت القا شد تا به تخمک میوز تمایز یابد، اما رشد آنها در مرحله دوم میوز متوقف شد. تجزیه و تحلیل رونوشت تک سلولی نشان داد که دینامیک رونویسی تخمک‌ها در شرایط آزمایشگاهی (در آزمایشگاه) شبیه به تخمک‌ها در داخل بدن (در بدن ما) است. محققان همچنین تفاوت‌هایی را در بیان ژن بین تخمک‌های in vitro و in vivo شناسایی کردند که گلوگاهی را برای رشد تخمک در شرایط آزمایشگاهی پیشنهاد کرد که ممکن است منجر به توقف میوز در شرایط آزمایشگاهی شود.

دینامیک متیلاسیون اووگونیای انسانی

علاوه بر این، با انجام تجزیه و تحلیل متیلوم کل ژنوم، نویسندگان دریافتند که تخمک‌های القایی در فرآیند دی متیلاسیون ژنوم در شرایط آزمایشگاهی نقش دارند، همانطور که در رشد سلول‌های زایای موش و انسان مشاهده می شود. آنها همچنین متوجه شدند که دی متیلاسیون در کروموزوم‌های X از پدر و مادر رفتار متفاوتی دارد. این دینامیک متیلاسیون منحصربه‌فرد در اووگونیای انسانی القا شده در شرایط آزمایشگاهی نیز یافت شد، که نشان می‌دهد مکانیسم‌های زیربنایی رشد سلول‌های زایای ماده ممکن است در میان گونه‌های پستانداران یکسان باشد. بنابراین، این سیستم کشت ممکن است به عنوان مدلی از فرآیند تمایز سلول‌های زاینده نخستی مفید باشد.

مکانیسم‌های مولکولی رشد تخمک پستانداران

نویسندگان در پاسخ به سوالی درباره تاثیر بالقوه مطالعه خود، گفتند که روش آنها برای بازسازی مراحل متعدد در رشد سلول‌های زایای ماده ممکن است به روشن شدن مکانیسم‌های مولکولی رشد تخمک پستانداران کمک کند و روزی می‌تواند به درمان اختلال در رشد تخمک کمک کند. دکتر Sayuri Gyobu-Motani نویسنده اول و دارای مدرک پزشکی تولید مثل می‌گوید: "ما امیدواریم که سیستم کشت ما بتواند به حفاظت از گونه‌های در معرض خطر و ایجاد سیستم‌های القای تخمک در شرایط آزمایشگاهی برای سایر گونه‌های پستانداران با طول عمر طولانی کمک کند.

پایان مطلب/.