生物学におけるトランスデターミネーションは、分化した体細胞の再プログラミングを表しています。 一般に、体細胞が受精卵から完全に形成された生物に分化するプロセスは不可逆的です。 ただし、特定の条件下では、その分化で決定された細胞を再プログラムすることができます。
トランスデターミネーションとは何ですか？
一般に、体細胞が受精卵から完全に形成された生物に分化するプロセスは、不可逆的に進行します。 トランスデターミネーションとは、ある確定状態から別の確定状態への変換を意味します。 生物学では、トランスデターミネーションは、すでに分化した体細胞を別の分化した体細胞に再プログラミングすることを特徴としています。 人間やほとんどの多細胞動物の場合、生物の発達は受精卵細胞から始まります。 生物全体がこの最初の細胞から発達します。 細胞が分裂するにつれて、個々の細胞の分化または特殊化の増加が胚発生中に起こります。 これが臓器の発達の仕方です。 肝臓 たとえば、細胞はと同じ遺伝情報を持っています ハート 細胞。 ただし、どちらの細胞タイプでも、それぞれの場合に必要な遺伝情報は、異なる遺伝子によって呼び出されます。 分化中、特定の遺伝子はメチル化またはヒストンの修飾によってサイレンシングされます。 分化は、細胞株ごとに異なる遺伝子をサイレンシングすることによって起こります。 したがって、トランスデターミネーションでは、不活性な遺伝子が再活性化され、以前に活性化された遺伝子が再び不活性になります。 例は、の複雑な変換です。 皮膚 セルに 肝臓 セル。
機能とタスク
受精卵細胞は、生物の最初の細胞です。 これは、後のすべての高分化細胞の元の幹細胞です。 この文脈では、最初のXNUMXつの細胞とともに、それは全能性幹細胞と呼ばれます。 これらの最初の細胞はまだ完全に未分化であり、それぞれが独立した生物に成長する可能性があります。 XNUMX回目の細胞分裂後、多能性幹細胞または胚性幹細胞が形成されます。 これらはまだXNUMXつの胚葉すべて（外胚葉、中胚葉、内胚葉）の細胞に変化する可能性があります。 しかし、彼らはすでに独立した生物に成長する能力を失っています。 さらなる発達は、発達の段階に応じて胎児、新生児、および成体幹細胞に分けられる胚後幹細胞につながります。 胚後幹細胞はすでに、特定の臓器系に変化する可能性のあるさまざまな細胞系統を表しています。 それらはまた、分化の可能性をまだ持っていますが、それは特定の細胞型にのみ関連しています。 それらは多能性幹細胞と呼ばれます。 たとえば、神経幹細胞は依然としてさまざまな形態の神経細胞に変化することができますが、もはや 血 細胞。 細胞の分化転換または分化転換が可能です。 ただし、完全に分化した体細胞を再プログラムできるかどうかは議論の余地があります。 そうするためには、何千もの遺伝子の発現を同時に活性化し、他の何千もの遺伝子を同時に非活性化して、 皮膚 たとえば、細胞を筋細胞に変換します。 これまで、成体幹細胞のみがこれを行うことができると想定されてきました。 それらの分化の可能性は子葉を超越しています。 再プログラミングは通常、XNUMXつのステップで行われます。 まず、細胞の脱分化が起こります。 その後、細胞分裂後、別の方向への分化が再び起こります。 生物内では、そのようなトランスデターミネーションは、例えば、 創傷治癒。 成体幹細胞は、治癒過程に必要な多種多様な細胞型に発達します。 医学の場合、これはおそらく、今日の代替手段として、将来的に優れた展望を開くでしょう。 移植 技術。 病気の臓器は、患者自身の成体幹細胞から直接成長する可能性があります。 拒絶反応を制限するための何年にもわたる薬物治療は過去のものになるでしょう。 細胞培養のさまざまなinvitro研究では、細胞の脱分化と再分化は成長因子の助けを借りて達成することができました。幹細胞研究の文脈では、幹細胞が心筋梗塞で破壊された細胞を置き換えることができるかもしれないことが発見されました。 しかしながら、結果はまた、治癒が、トランス分化した細胞による置換に基づくのではなく、細胞の成長および分化プロセスへの刺激に基づくことを示唆している。 成体幹細胞も再生に効果的であることが証明されています 軟骨 と骨。
病気と病気
トランスデターミネーションに関連して、深刻な病気が繰り返し発生します。 の開発 癌 体細胞の脱分化に基づいています。 細胞内の変化は未分化の細胞分裂を引き起こす可能性があり、それは形成することによって体全体に広がる可能性があります 転移。 原因には体細胞変異が含まれる場合がありますが、 ウイルス、または治癒過程での制御不能な細胞プロファイリング。 脱分化は急速に起こる可能性があります。 ただし、 癌 腫瘍はかなり長い間分化したままです。 ただし、脱分化の段階の後、新しい分化は発生しません。 分裂している細胞は変性し、各細胞分裂後に初期状態からさらに離れます。 遺伝情報も絶えず変化する可能性があります。 例えば、 創傷治癒 トランスデターミネーションに基づく自然過程です。 ここでは、成体幹細胞が分化したものに変化します 皮膚 細胞、 結合組織 セルまたは他のタイプのセル。 しかし、まれに、絶え間ない細胞分裂の結果として悪性腫瘍が形成されることがあります。 同様の状況は、免疫反応の後にも発生する可能性があります。 とりわけ、リンパ腫は 免疫システム それは制御不能です。
