توان سلولی
From Wikipedia, the free encyclopedia
توان سلولی (Cell Potency) مفهومی است که توانایی یک سلول برای متمایز شدن و تبدیل شدن آن سلول به سلولهای دیگر تعریف میشود.[1] هرچه یک سلول پتانسیل این را داشتهباشد که به انواع بیشتری از سلولهای دیگر تبدیل شود، قدرت یا پتانسیل آن سلول بیشتر است. پتانسیل سلولی همینطور با تعریف پتانسیل فعالسازی ژنها در داخل یک سلول نیز مطرح میشود، مانند زنجیرهای که با همهتوان آغاز میشود که این نوع از سلولها بیشترین پتانسیل تمایز را دارند و سپس دانههای بعدی زنجیر که درجهٔ پتانسیل آنها به ترتیب کاهش میابد شامل سلولهای پرتوان، چندتوان، کمتوان و در نهایت تکتوان. واژهٔ (potency) یا توان (پتانسیل) از واژۀ لاتین Potentia آمدهاست که به معنی داشتن قدرت و پتانسیل میباشد.
همهتوان (به انگلیسی: Totipotency) همهتوان به معنی این است که یک سلول، توانایی این را داشته باشد که با تقسیم شدن، تمام انواع سلولهای متمایز در یک جاندار را ایجاد کند. هاگ (یا اسپور) و یاختهٔ تخم نمونههایی از سلولهای همهتوان هستند.[2] در طیف مربوط به پتانسیل سلولها، همهتوان، بیشترین پتانسیل ایجاد تمایز سلولی را دارد. واژهٔ Toti از لغت لاتین totus به معنی «کامل» ریشه گرفتهاست.
برای سلولی که بهطور کامل تمایز پیدا کردهاست و به یک سلول مشخص تبدیل شدهاست، این قابلیت وجود دارد که به سلول با وضعیت همهتوان برگردد.[3] این تبدیل به همهتوان پیچیدهاست و هنوز بهطور کامل فهمیده و کشف نشده و از موضوعات تحقیقاتی روز میباشد. تحقیقات در سال ۲۰۱۱ نشان دادهاند که سلولها به یک سلول کاملاً همهتوان تبدیل نمیشوند، بلکه به انواع پیچیدهٔ سلولی از قابلیت همهتوان تبدیل میشوند.[4] سلولهای بنیادینی که همانند جوانهساهای همهتوان در ۲ مرحلهٔ جنینی هستند، بهطور خودبخود در محیط کشت سلولهای بنیادین جنینی میتوانند رشد کند.[5][6]
با استفاده از مدل تکوین انسان میتوان توضیح داد که سلولهای همهتوان چگونه ایجاد میشوند و رشد میکنند.[7] تکوین انسان زمانی آغاز میشود که یک اسپرم یک تخمک را بارور میکند و تخمک بارور شدهٔ حاصل، یک سلول همهتوان به نام زایگوت (یاختهٔ تخم) را به وجود میآورد.[8] چند ساعت ابتدایی پس از عملیات بارورسازی، این سلول زایگوت به سلولهای همهتوان یکسان تبدیل میگردد، که هر کدام از این سلولها میتواند به یکی از سه لایهٔ جنینی انسانی (درونپوست، میانپوست و برونپوست)، یا به سلولهای لایهٔ cytotrophoblast یا لایهٔ synsytiotrophoblast از جفت تکوین یابد. پس از اینکه تعداد این سلولهای تقسیم شده به ۱۶ عدد رسید، سلولهای همهتوان توته (مورولا) یا توتاله به سلولهایی متمایز و مشتق میشوند که نهایتاً به تودۀ سلولی داخلی (inner cell mass) بلاستوسیست یا تروفوبلاست (trophoblast) خارجی تبدیل میگردند. تقریباً به مدت چهار روز پس از باروری وا انجام شدن تعداد زیادی چرخهٔ تقسیم سلولی، این سلولهای همهتوان شروع به اختصاصی شدن میکنند. Inner cell mass، یا همان منبع سلولهای بنیادی رویانی، به سلولهای پرتوان تبدیل میشوند.
تحقیقات روی کرم الگانس نشان دادهاست چند مکانیزم شامل تنظیمات RNA میتوانند در حفظ ویژگی همهتوانی در مراحل مختلف تکامل در بعضی از گونهها نقش داشته باشند.[9] کار روی گورخرماهی و پستانداران، تعاملات بیشتری بین ریزRNAها و (RNA binding proteins(RBPs در تشخیص تفاوتهای تکوینی پیشنهاد میدهد.[10]