Částečné klonování - Partial cloning

Vztah mezi plně diferencovanými „starými“ buňkami, pluripotentními kmenovými buňkami produkovanými klasickým klonováním a „mladými“ buňkami produkovanými částečným klonováním.

V oblasti buněčná biologie, metoda částečné klonování (PCL) převádí plně diferencovaný starý somatická buňka do částečně přeprogramováno Mladá buňka, která si zachovává všechny specializované funkce diferencovaného starý buňka, ale je prostě mladší.^[1] Metoda PCL obrací vlastnosti spojené se starými buňkami. Například staré, stárnoucí buňky omlazený PCL neobsahují vysoce kondenzovaná heterochromatinová ložiska spojená se stárnutím (SAHF) a znovu získávají proliferační potenciál mladých buněk.^[2] Způsob PCL tedy omlazuje staré buňky bez de-diferenciace a průchodu embryonálním, pluripotentním stádiem.

Metoda

PCL spočívá v zavedení a somatický dospělý nebo stárnoucí buněčné jádro nebo celá buňka se zvětšenými póry membrány v (aktivovaném) oocyt a odebrat tuto ošetřenou buňku před její de-diferenciací a nejprve buněčné dělení dojde. Progresivní omlazovací schopnost oocytu se tedy používá pouze dočasně, aby se dosáhlo částečného přirozeného omlazení. PCL umožňuje předpokládat zvolený stupeň částečného omlazení při změně doby zavádění ošetřené buňky do oocytu. Použití PCL diferenciace buněk a její přeprogramování věku může být, alespoň částečně, oddělitelné. Existence izolovaných hodin stárnutí by tedy byla potvrzena alespoň během určité části buněčná evoluce a involuce.

aplikace

První experimentální výsledek ukazuje možnou vysokou účinnost při částečném omlazení stárnutí myš buňky. Na rozdíl od klasických PCL zejména omlazuje výhradně jednu jedinou tkáň nebo orgán klonování PCL proto není schopen rekonstituovat celý organismus. Kromě toho je PCL proveditelný za několik hodin na rozdíl od klasického klonování nebo indukované pluripotentní kmenové buňky (iPS), které všichni potřebují týdny nebo měsíce.

Klasické klonování může omlazovat staré buňky, ale proces vyžaduje, aby staré buňky musely uměle procházet stadiem embryonálních buněk. Částečné klonování poskytuje tu výhodu, že staré buňky, které mají být omlazeny, nemusí procházet stadiem embryonálních buněk a jsou jednoduše mladší.

Prodloužení lidské délky, pokud jde o užitečnost, kvalitu, počet let přidaných k životu, je cílem mnoha od nepaměti. A i když cíl, jehož dosažení bylo považováno za nepravděpodobné nebo alespoň dosažitelné pouze ve vzdálené budoucnosti, objev, že zvířata mohou být klonována, přinesl cíl omlazení mnohem blíže. Pozoruhodný objev, že zvířata lze klonovat, ukázal, že jádro staré buňky lze použít jako dárce v takzvaných experimentech s „jaderným přenosem“, kdy je staré jádro přeneseno do vajíčka příjemce, jehož vlastní jaderný materiál byl odstraněn. „Rekonstruované“ vejce je poté vyzváno, aby se zapojilo do vývoje a vyvíjí se v embryonálním stádiu, které vede, jakmile je embryo implantováno do náhradní matky, do nově narozeného. Ze staré buňky tak může vzniknout novorozenec, který má typickou délku života: věk dárcovské buňky je „vymazán do čistoty“ a vrácen do mladistvého stavu. Je pozoruhodné, že u klasického klonování zvířat proces omlazení zahrnuje návrat do embryonální formy. Specializované funkce dospělé buňky jsou tedy také „vymazány“ a vráceny typu embryonálních buněk. A v klasickém klonování je průchod tímto embryonálním stavem nutností, aby byl věk buňky „vymazán do čista“.

Klíčovým pojmem, který ilustruje „částečné“ klonování od „klasického“ klonování, je oddělení mechanismu (mechanismů), které „čistí“ specializaci buňky od těch, které „čistí“ stáří buňky. Stručně řečeno, částečné klonování si klade za cíl zachovat specializované funkce buňky a jednoduše ji omladit, např. Kožní buňka je omlazena, aniž by musela projít embryonálním stadiem, které je nutné pro omlazení pomocí klasické techniky klonování (viz schéma) .

V nové laboratoři ve Forschungszentrum Borstel se naše práce na částečném klonování zaměřuje mimo jiné na omezenou, dočasnou inkubaci „staré“ buňky ve vejci. Tímto způsobem je „věk buňky“ vymazán do čistého stavu a je zachován její specializovaný, diferencovaný stav. Prostě je mladší - omlazená - aniž by prošla embryonálním stavem. Míra diagramu znázorňující rozdíl mezi „klasickým“ a „částečným“ klonováním: Klasické klonování (trasa daná černými šipkami) může omladit starou buňku, ale vyžaduje průchod embryonálním stádiem. „Částečné klonování“ (dané červenou šipkou) omlazuje staré buňky bez průchodu embryonálním stadiem. „Částečné klonování“ (dané červenou šipkou) omlazuje staré buňky bez průchodu embryonálním stádiem. V nové laboratoři ve Forschungszentrum Borstel naše práce na částečném klonování se mimo jiné zaměřuje na omezenou, dočasnou inkubaci „staré“ buňky uvnitř vajíčka. Tímto způsobem je „věk buňky“ vymazán do čistého stavu a je zachován její specializovaný, diferencovaný stav. Jednoduše se omladí - omladí - aniž by prošlo embryonálním stavem. Míra omlazení v našem systému je zaprvé znovuzískání schopnosti staré buňky dělit se, něco, co se ve starých buňkách ztrácí, a zadruhé ztráta charakteristik, které jsou spojeny se starými buňkami.

Pokud by bylo takové omlazení dosažitelné, důsledky pro medicínu by byly hluboké. Zabránilo by to nutnosti uměle procházet embryonálním stadiem - buď jaderným přenosem, nebo takzvanou metodou iPS buněk - k omlazení buněk. Jednoduše by bylo možné pacientovi odebrat staré buňky a poté mu vrátit jeho vlastní, histokompatibilní, omlazené srdeční buňky, jaterní buňky atd. V ostrém kontrastu s cyklem umělé nediferenciace somatických buněk na kmenové buňky a poté umělá re-diferenciace kmenových buněk na požadovaný diferencovaný typ buněk, což je vysoce neúčinné, časově náročné a vede k nestabilním typům buněk. Proces částečného klonování by byl efektivní a rychlý a tedy levný jak z hlediska materiálu, tak i lidské síly. Stručně řečeno, částečné klonování má obrovský potenciál zmírnit lidské utrpení a nemoci: je to nejrychlejší a nejlevnější cesta k úspěšné regenerativní medicíně. Částečné klonování se také vyhýbá etickým problémům spojeným s „klasickým“ klonováním v tom, že nevede k živému narození - pouze krátce používá oocyt jako prostředek k kondicionování a tím výhradně k omlazení staré buňky.

Reference

Další čtení