📊بهینه‌سازی تمایز سلول‌های بنیادی از طریق مهندسی اپی‌ژنتیکی یکی از رویکردهای نوین در پزشکی بازساختی است. اپی‌ژنتیک تغییرات وراثتی در عملکرد و بیان‌ژن‌ها را بدون تغییر در توالی DNA مورد بررسی قرار می‌دهد. این علم نشان دهنده تاثیر رفتار و محیط فرد بر فعالیت ژن ها است، که موجب فعال یا غیرفعال شدن ژن‌ها است.
🧬متیلاسیون DNA برای بهینه‌سازی تمایز: متیلاسیون DNA یکی از مهم‌ترین مکانیسم‌های اپی‌ژنتیکی است که با اضافه‌شدن گروه‌های متیل (-CH₃) به بازهای سیتوزین در نواحی CpG،بیان ژن‌های خاص را سرکوب یا فعال می‌کند.
- مهار متیلاسیون DNA: در برخی موارد، متیلاسیون بیش‌ازحد می‌تواند مانع بیان ژن‌های موردنیاز برای تمایز شود. استفاده از مهارکننده‌های DNA متیل‌ترانسفراز (DNMTs) مانند 5-آزاسیتیدین(5-AZA) و دکسی‌سیتیدین می‌تواند موجب کاهش سطح متیلاسیونو افزایش بیان ژن‌های تمایز شود.
- افزایش متیلاسیون DNA: در برخی از مسیرهای تمایزی، سرکوب‌بیان ژن‌های پرتوانی مانند OCT4 و NANOG از طریق افزایش متیلاسیون در نواحی پروموتری آن‌ها، می‌تواند به تمایز سریع‌تر کمک کند.
✏️تنظیم تغییرات هیستونی: هیستون‌ها پروتئین‌هایی هستند که ساختار کروماتین را تشکیل داده و دسترسی فاکتورهای رونویسی به DNA را کنترل می‌کنند. تغییرات در ساختار هیستون‌ها می‌تواند منجر به فعال‌سازی یا سرکوب ژن‌های مرتبط با تمایز سلولی شود.
- مهارکننده‌های هیستون داستیلاز (HDACs): داستیلاسیونهیستون‌ها موجب فشردگی کروماتین و سرکوب بیان ژن‌ها می‌شود. مهارکننده‌های HDAC مانند ترایکوستاتینA (TSA) و اسید والپروئیک (VPA) می‌توانند این اثر را معکوس کرده و بیان ژن‌های تمایزی را افزایش دهند.
- تنظیم متیلاسیون و استیلاسیون هیستون‌ها: متیلاسیون برخی از لایزین‌هایهی ستونی مانند H3K4me3 با فعال‌سازی ژن‌های تمایزی همراه است، درحالی‌که متیلاسیون H3K27me3 منجر به سرکوب آن‌ها می‌شود.
👨💻دستکاری RNAهای غیرکدکننده:
برای بهینه‌سازی تمایز RNAهای غیرکدکننده (ncRNAs) مانند microRNAها و long non-codingRNAها نقش مهمی در تنظیم تمایز سلولی دارند.
مولکول‌های MicroRNA: برخی ازmiRNAها می‌توانند بیان ژن‌های پرتوانی را مهار کرده و
تمایز را تحریک کنند. به‌عنوان‌مثال، miR-145 با سرکوب OCT4، SOX2 و KLF4 تمایزسلول‌های بنیادی را تقویت می‌کند.
❌مهارکننده‌های اپی‌ژنتیکی ترکیبی: برخی از ترکیبات مانند BIX-01294 که مهارکننده G9a است، می‌توانند مسیرهای اپی‌ژنتیکی را برای تسهیل‌تمایز تغییر دهند.
مولکول‌های کوچک تعدیل‌کننده کروماتین: ترکیباتی مانند CHIR99021 که مهارکننده GSK3β است، می‌توانند از طریق تنظیم کروماتین، تمایز را کنترل کنند.
✍️شیرین امام پور
🌐منبع
🧫 با ما در انجمن علمی سلول های بنیادی همراه باشید
| @Stemcell_Association |