برندگان نوبل پزشکی/فیزیولوژی ۲۰۱۲ چگونه سلول*های بالغ را به سلول*های بنیادی تبدیل کردند؟

جایزه نوبل پزشکی و فیزیولوژی امسال به جان گوردون و شینیا یاماناکا اهدا شد. این دو محقق راه*های متفاتی را برای تبدیل سلول*های بالغ به سلول*های بنیادی پرتوان کشف کرده* و نشان داده*اند مسیر رشد و بلوغ سلول*ها یک*طرفه نیست.

[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید | عضویت]جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی امسال برای این کشف شگفت*انگیز که سلول*های بالغ و تخصصی*شده می*توانند با بازبرنامه*ریزی به سلول*های بنیادی پرتوانی تبدیل شوند که قادر به تبدیل به انواع سلول*های گوناگون هستند به جان گوردون، استاد انستیتو گوردون در کمبریج انگلیس و شینیا یاماناکا، استاد دانشگاه کیوتو در ژاپن اهدا شد. کشف باارزش این دو محقق باعث تغییری انقلابی در شناخت انسان از چگونگی رشد و تکامل سلول*ها و اندام*ها شده است. جان گوردون در سال 1962/1341 کشف کرد تخصصی*شدن سلول*ها *برگشت*پذیر است. او آزمونی ترتیب داد و در آن هسته سلول نابالغ موجود در یک تخم قورباغه را با هسته یک سلول بالغ روده*ای از همین حیوان جانشین کرد. این سلول اصلاح*شده در نهایت به یک بچه*قورباغه طبیعی مانند هر بچه*قورباغه دیگری تبدیل شد. نتیجه این آزمون نشان می*داد دی.ان.ای این سلول بالغ هنوز هم تمامی اطلاعات مورد نیاز برای تبدیل تمامی سلول*ها به یک قورباغه جدید را حفظ کرده است.40 سال پس از کشف جالب گوردون، شینیا یاماناکا در سال 2006/1385 موفق به کشف شیوه*ای برای تبدیل سلول*های بالغ دست*نخورده در موش*ها به سلول*های بنیادی نابالغ شد. او به سادگی با بازبرنامه*ریزی این سلول*ها توسط چندین ژن توانست سلول*های بالغ را به سلول*های بنیادی پرتوانی که قابلیت تبدیل به تمامی شکل*ها سلولی را دارند تبدیل کند. این دو کشف دور از انتظار باعث شدند نگاه ما برای همیشه به سلول*های بالغ و تخصصی*شدن تغییر کند. به لطف تلاش*های این دو محقق و گروه*های دیگر امروزه می*دانیم سلول*های بالغ هم توانایی بازگشت و تبدیل به سلول*های بنیادی پرتوان را دارند و این چرخه برگشت*پذیر است.



زندگی، سفری رو به تخصصی*شدن بیشتربدن تمامی ما از سلول تخم بارورشده ایجاد شده است. این سلول در اولین روزهای پس از لقاح از سلول*های نابالغی تشکیل* شده که همگی می*توانند به تمامی انواع بافت*های انسانی تبدیل شوند. این سلول*ها را با نام سلول*های بنیادی پرتوان می*شناسیم که با بزرگ*تر شدن جنین به انواع سلول*های تخصصی مانند سلول*های عصبی، ماهیچه*ای، بافت کبد و بافت*های دیگری تبدیل می*شوند که هر یک وظیفه*ای اختصاصی را در بدن ما به عهده خواهند گرفت. پیش از این تصور می*شد این سفر از سلول بنیادی نابالغ به سلول بالغ تخصصی*شده غیرقابل*بازگشت است؛ اما امروزه می*دانیم که یک مرحله برای به عقب برگشتن وجود دارد، جایی که سلول*های بنیادی پرتوان قرار گرفته*اند.وقتی قورباغه*ها در مسیر رشد به عقب می*جهند گوردون اولین کسی بود که مبارزه با ایده سرنوشت تغییرناپذیر سلول*های بالغ را آغاز کرد. او با این فرض که ماده ژنتیکی سلول*های بالغ می*تواند داده*های مورد نیاز برای تبدیل سلول به تمامی انواع سلول*های دیگر را حفظ کرده باشد، آزمون*های خود را آغاز کرد. او در سال 1962/1341 برای اثبات این فرضیه هسته یک سلول بالغ تخصصی*شده متعلق به روده یک بچه قورباغه را جایگزین هسته سلول تخم قورباغه کرد و در ادامه شاهد به وجود آمدن بچه قورباغه*ای (کله*آویزی) بود که در مراحل بعد به قورباغه بالغ تبدیل شد. در حقیقت سلول بالغ اولیه توانایی ژنتیکی خود برای تبدیل به بافت*های تازه را از دست نداده بود. کشف جالب گوردون در ابتدا با ناباوری و عدم*پذیرش از سوی دیگر محققان روبرو شد؛ اما با اعلام نتایجی مشابه توسط محققان دیگر در نهایت پذیرفته شده و به آغاز همانندسازی پستانداران انجامید. کشف گوردون به ما نشان داد سلول*های بالغ تخصصی*شده می*توانند به سلول*های پرتوان تبدیل شوند؛ اما شیوه او مستلزم خروج هسته از سلول و القای آن به سلولی دیگر بود، آیا این امکان دارد که بدون ایجاد تغییر در سلول*ها هم شاهد بازگشت آنها به این مرحله باشیم؟ زمان بازگشت فرامی*رسد شینیا یاماناکا به این پرسش پاسخ داد. تحقیقات او چهل سال پس از گوردون سلول*های پرتوانی را که از موش*ها جدا شده و در محیط آزمایشگاه نگهداری می*شدند، هدف گرفتند. او تلاش کرد در این سلول*ها که توسط مارتین ایوانز برنده جایزه نوبل پزشکی سال 2007/1386 از موش*ها جدا شده بودند، به دنبال ژن*هایی بگردد که آنها را نابالغ نگه داشته*اند. یاماناکا پس از کشف چندین عدد از این ژن*ها آزمون*هایی را ترتیب داد تا ببیند امکان بازگشت سلول*های بالغ با بازبرنامه*ریزی آنها توسط این ژن*ها وجود دارد یا نه! او و همکارانش ترکیبی از ژن*های گوناگون را به سلول*های بافت پیوندی و فیبروبلاست*ها (فراوان*ترین سلول بافت همبند یا پیوندی) القا کردند و در نهایت موفق شدند نسخه نهایی را کشف کنند. بررسی سلول*ها زیر میکروسکوپ نشان می*داد ترکیبی از 4 ژن توانسته سلول*های بالغ را بازبرنامه*ریزی کرده و به سلول*های پرتوان تبدیل کند. نتیجه این تحقیق ظهور سلول*های پرتوان القایی بود که می*توانستند به انواع سلول*های دیگر از جمله فیبروبلاست*ها، سلول*های عصبی و بافت گوارشی تبدیل شوند. اعلام شیوه*ای برای تبدیل سلول*های بالغ دست*نخورده به سلول*های پرتوان یکی از بزرگ*ترین موفقیت های علمی جهان را در سال 2006/1385 رقم زد. از کشفی باورنکردنی تا ایجاد راهکارهای پزشکی تازه تحقیقات انجام شده طی سال*های اخیر نشان می*دهد سلول*های پرتوان القایی قابلیت تبدیل به انواع گوناگونی از سلول*های بدن را دارند. این سلول*ها که حتی می*توانند از سلول*های بدن انسان تهیه شوند، ابزاری تازه را در اختیار پزشکان در سراسر جهان قرار داده*اند. به عنوان مثال سلول*های بافت پوست در بیماران گوناگون می*توانند از بدن آنها نمونه*برداری شده و در آزمایشگاه بررسی یا بازبرنامه*ریزی شوند. درک تفاوت ژنتیکی میان آنها و سلول*های سالم می*تواند به برداشتن قدم*های بزرگتری در درمان بیماران منجر شود. معرفی مختصر برندگانسر جان بی.گوردون که متولد سال 1933/1312 در انگلستان است، در سال 1960/1339 دکترای خود را از دانشگاه آکسفورد دریافت کرد و پس از آن به مؤسسه فناوری کالیفرنیا رفت. او از سال 1972/1351 به عنوان استاد زیست*شناسی سلولی دانشگاه کمبریج کار کرده و در حال حاضر در مؤسسه گوردون در کمبریج به تحقیق ادامه می*دهد. شینیا یاماناکا در سال 1962/1341 در اوزاکا، ژاپن متولد و در رشته پزشکی فارغ*التحصیل شده است. او پس از آن دکترای خود را از دانشگاه اوزاکا دریافت کرده و در حال حاضر استاد دانشگاه کیوتو و همکار با مؤسسه گلدستون در سن*فرانسیسکو است.