إعادة البرمجة

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 9 صور
الموسوعة الحرة

في علم الأحياء، تشير إعادة البرمجة إلى محو وإعادة تشكيل العلامات فوق الجينية ، مثل مثيلة الحمض النووي ، أثناء نمو الثدييات أو في مزارع الخلايا. [ 1 ] ويرتبط هذا التحكم غالبًا بتعديلات تساهمية بديلة للهستونات .

تحدث عمليات إعادة برمجة واسعة النطاق (تشمل من 10% إلى 100% من العلامات فوق الجينية) وسريعة (تستغرق من ساعات إلى بضعة أيام) في ثلاث مراحل من حياة الثدييات. إذ تتم إعادة برمجة ما يقارب 100% من العلامات فوق الجينية خلال فترتين قصيرتين في المراحل المبكرة من النمو بعد إخصاب البويضة بالحيوان المنوي . بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تغيير ما يقارب 10% من مثيلة الحمض النووي في خلايا عصبية الحصين بسرعة أثناء تكوين ذاكرة خوف قوية.

بعد الإخصاب في الثدييات، تُزال أنماط مثيلة الحمض النووي (DNA) إلى حد كبير، ثم تُعاد خلال المراحل المبكرة من التطور الجنيني. تُزال جميع مثيلات الحمض النووي تقريبًا من الأبوين، أولًا خلال المراحل المبكرة من تكوين الجنين ، ثم مرة أخرى خلال تكوين الأمشاج ، حيث تحدث عمليتا إزالة المثيلة وإعادة المثيلة في كل مرة. تحدث إزالة المثيلة خلال المراحل المبكرة من تكوين الجنين في فترة ما قبل انغراس البويضة المخصبة. بعد أن يُخصب الحيوان المنوي البويضة لتكوين الزيجوت ، تحدث إزالة سريعة لمثيلة الحمض النووي الأبوي، وإزالة أبطأ لمثيلة الحمض النووي الأمومي حتى تكوّن التوتية ، التي تكاد تخلو من المثيلة. بعد تكوّن الكيسة الأريمية ، يمكن أن تبدأ المثيلة، ومع تكوّن الأديم الظاهر ، تحدث موجة من المثيلة حتى مرحلة انغراس الجنين. تحدث فترة أخرى من إزالة المثيلة السريعة وشبه الكاملة خلال تكوين الأمشاج داخل الخلايا الجرثومية الأولية . باستثناء الخلايا الجرثومية الأولية، في مرحلة ما بعد الانغراس، تكون أنماط المثيلة في الخلايا الجسدية خاصة بالمرحلة والنسيج، مع تغيرات من المفترض أنها تحدد كل نوع خلية على حدة وتستمر بثبات لفترة طويلة. [ 2 ]

التطور الجنيني

الجدول الزمني لمثيلة الحمض النووي في جينوم الفأر . الأحمر: خط الخلايا الجرثومية الأنثوية ؛ الأزرق: خط الخلايا الجرثومية الذكرية؛ الرمادي: خط الخلايا الجسدية ؛ PGCs: الخلايا الجرثومية الأولية ؛ ICM: الكتلة الخلوية الداخلية .

يحتوي جينوم الحيوانات المنوية للفأر على نسبة مثيلة تتراوح بين 80 و90% في مواقع CpG في الحمض النووي، أي ما يعادل حوالي 20 مليون موقع مثيلة. بعد الإخصاب ، يُزال مثيلة الكروموسوم الأبوي بالكامل تقريبًا خلال ست ساعات بواسطة عملية نشطة، قبل تضاعف الحمض النووي (الخط الأزرق في الشكل). في البويضة الناضجة ، تكون حوالي 40% من مواقع CpG مثيلة. تتم إزالة مثيلة الكروموسوم الأمومي بشكل رئيسي عن طريق منع إنزيمات المثيلة من العمل على الحمض النووي ذي الأصل الأمومي، وعن طريق تخفيف الحمض النووي الأمومي المثيل أثناء التضاعف (الخط الأحمر في الشكل). أما التوتية (في مرحلة 16 خلية)، فتحتوي على كمية ضئيلة فقط من مثيلة الحمض النووي (الخط الأسود في الشكل). يبدأ معدل المثيلة بالازدياد في الكيسة الأريمية بعد 3.5 يوم من الإخصاب ، ثم تحدث موجة كبيرة من المثيلة في الأديم الظاهر بين اليومين 4.5 و5.5 ، حيث يرتفع من 12% إلى 62%، ويبلغ ذروته بعد انغراس البويضة المخصبة في الرحم. [ 3 ] بحلول اليوم السابع بعد الإخصاب، تنفصل الخلايا الجرثومية الأولية المتكونة حديثًا في الجنين المنغرس عن الخلايا الجسدية المتبقية . عند هذه المرحلة، يكون مستوى المثيلة في الخلايا الجرثومية الأولية مساويًا تقريبًا لمستوى المثيلة في الخلايا الجسدية.

تتطور الخلايا الجرثومية الأولية المتكونة حديثًا في الجنين المزروع من الخلايا الجسدية. في هذه المرحلة، تتميز الخلايا الجرثومية الأولية بمستويات عالية من المثيلة. تهاجر هذه الخلايا من الأديم الظاهر باتجاه الحافة التناسلية . الآن، تتكاثر الخلايا بسرعة وتبدأ عملية إزالة المثيلة على مرحلتين. في المرحلة الأولى، تتم إزالة المثيلة عن طريق التخفيف التضاعفي، أما في المرحلة الثانية، فتتم إزالة المثيلة من خلال عملية نشطة. تؤدي المرحلة الثانية إلى إزالة المثيلة من مواقع جينية محددة. في هذه المرحلة، تُظهر جينومات الخلايا الجرثومية الأولية أدنى مستويات مثيلة الحمض النووي من بين جميع الخلايا في دورة الحياة بأكملها [في اليوم الجنيني 13.5 (E13.5)، انظر الشكل الثاني في هذا القسم]. [ 4 ]

ديناميكية مثيلة الحمض النووي أثناء التطور الجنيني للفأر

بعد الإخصاب، تهاجر بعض خلايا الجنين حديث التكوين إلى النتوء الجرثومي، لتصبح في نهاية المطاف الخلايا الجرثومية (الحيوانات المنوية والبويضات) للجيل التالي. وبسبب ظاهرة البصمة الجينية ، تُوسَم الجينومات الأمومية والأبوية بشكلٍ مختلف، ويجب إعادة برمجتها بشكلٍ صحيح في كل مرة تمر فيها عبر الخط الجرثومي. لذلك، خلال عملية تكوين الأمشاج، يجب محو أنماط مثيلة الحمض النووي الأصلية ثنائية الأبوين من الخلايا الجرثومية الأولية، وإعادة تأسيسها بناءً على جنس الوالد الناقل.

بعد الإخصاب، تُزال مثيلة الحمض النووي من الجينوم الأبوي والأمومي لمحو بصماتهما فوق الجينية واكتساب القدرة على التمايز إلى أي نوع من الخلايا. يوجد تباين في هذه المرحلة: إذ تخضع النواة الذكرية لإزالة مثيلة سريعة وفعالة، بينما تُزال مثيلة النواة الأنثوية بشكل سلبي خلال الانقسامات الخلوية المتتالية. تتضمن عملية إزالة مثيلة الحمض النووي إصلاح استئصال القاعدة ، وربما آليات أخرى لإصلاح الحمض النووي. [ 5 ] على الرغم من الطبيعة الشاملة لهذه العملية، إلا أن هناك تسلسلات معينة تتجنبها، مثل المناطق الميثيلية التفاضلية المرتبطة بالجينات المطبوعة، والعناصر المتنقلة الرجعية ، والكروماتين المغاير المركزي . يلزم إعادة المثيلة مرة أخرى لتمييز الجنين إلى كائن حي كامل. [ 6 ]

لقد ثبت أن التلاعب بالأجنة قبل الانغراس في المختبر يؤدي إلى تعطيل أنماط المثيلة في المواقع المطبوعة [ 7 ] ويلعب دورًا حاسمًا في الحيوانات المستنسخة. [ 8 ]

التعلم والذاكرة

مناطق الدماغ المشاركة في تكوين الذاكرة

يتميز التعلم والذاكرة بمستويات من الثبات، تختلف عن العمليات العقلية الأخرى كالتفكير واللغة والوعي، التي تتسم بطبيعتها المؤقتة. يمكن اكتساب التعلم والذاكرة ببطء (كجداول الضرب) أو بسرعة (كلمس موقد ساخن)، ولكن بمجرد اكتسابهما، يمكن استرجاعهما واستخدامهما بوعي لفترة طويلة. تُظهر الفئران التي خضعت لحالة واحدة من التكييف الشرطي للخوف السياقي ذاكرة طويلة الأمد قوية بشكل خاص. بعد 24 ساعة من التدريب، وُجد أن 9.17% من الجينات في جينومات خلايا الحصين لدى الفئران مُعدّلة مثيليًا بشكل مختلف . وشمل ذلك أكثر من 2000 جين مُعدّل مثيليًا بشكل مختلف بعد 24 ساعة من التدريب، مع إزالة مثيلة أكثر من 500 جين. [ 9 ] تُعد منطقة الحصين في الدماغ هي المكان الذي تُخزن فيه ذكريات الخوف السياقي لأول مرة (انظر شكل الدماغ في هذا القسم)، ولكن هذا التخزين عابر ولا يبقى في الحصين. في الفئران، يختفي التكييف الخوفي السياقي عندما يخضع الحصين لعملية استئصال الحصين بعد يوم واحد فقط من التكييف، لكن الفئران تحتفظ بقدر كبير من الخوف السياقي عندما يتم فرض تأخير طويل (28 يومًا) بين وقت التكييف ووقت استئصال الحصين. [ 10 ]

المراحل الجزيئية

تتطلب إعادة برمجة ميثيلوم الحمض النووي ثلاث مراحل جزيئية . المرحلة الأولى: التجنيد. يتم تجنيد الإنزيمات اللازمة لإعادة البرمجة إلى مواقع الجينوم التي تتطلب إزالة الميثيل أو إضافته. المرحلة الثانية: التنفيذ. تحدث التفاعلات الإنزيمية الأولية. في حالة إضافة الميثيل، تكون هذه خطوة قصيرة تؤدي إلى إضافة الميثيل إلى السيتوزين ليصبح 5 -ميثيل سيتوزين . المرحلة الثالثة: إصلاح الحمض النووي عن طريق استئصال القاعدة . يتم تحفيز نواتج إزالة الميثيل الوسيطة بواسطة إنزيمات محددة من مسار إصلاح الحمض النووي عن طريق استئصال القاعدة، والتي بدورها تعيد السيتوزين إلى تسلسل الحمض النووي.

إزالة مجموعة الميثيل من 5-ميثيل سيتوزين. إزالة مجموعة الميثيل من 5-ميثيل سيتوزين (5mC) في الحمض النووي للخلايا العصبية. كما ورد في مراجعة عام 2018، [ 11 ] في الخلايا العصبية الدماغية، يتأكسد 5mC بواسطة إنزيم ثنائي أوكسيجيناز TET لإنتاج 5-هيدروكسي ميثيل سيتوزين (5hmC). في خطوات متتالية، يقوم إنزيم TET بهدرجة 5hmC لإنتاج 5-فورميل سيتوزين (5fC) و5-كربوكسي سيتوزين (5caC). يتعرف إنزيم ثايمين-DNA جليكوزيلاز (TDG) على القواعد الوسيطة 5fC و5caC ويكسر الرابطة الجليكوسيدية، مما ينتج عنه موقع غير بيريميديني (موقع AP). في مسار بديل لإزالة الأمين التأكسدية، يمكن إزالة الأمين من 5hmC تأكسديًا بواسطة مركب تحرير mRNA للبروتين الشحمي B/سيتيدين دياميناز المُحفز بالنشاط (AID/APOBEC) لتكوين 5-هيدروكسي ميثيل يوراسيل (5hmU). كما يمكن تحويل 5mC إلى ثايمين (Thy). يمكن شطر 5hmU بواسطة TDG، أو SMUG1، أو NEIL1، أو MBD4. بعد ذلك، تُصلح مواقع AP وعدم تطابق T:G بواسطة إنزيمات إصلاح استئصال القاعدة (BER) لإنتاج السيتوزين (Cyt).

يوضح الشكل في هذا القسم الدور المحوري لإنزيمات ثنائي أوكسيجيناز ميثيل سيتوزين (TETs) في إزالة مجموعة الميثيل من 5-ميثيل سيتوزين لتكوين السيتوزين. [ 12 ] وكما ورد في مراجعة عام 2018، [ 12 ] غالبًا ما يتأكسد 5-ميثيل سيتوزين (5mC) مبدئيًا بواسطة إنزيمات ثنائي أوكسيجيناز TET لتكوين 5-هيدروكسي ميثيل سيتوزين (5hmC). وفي خطوات لاحقة (انظر الشكل)، تقوم إنزيمات TET بمزيد من هيدروكسلة 5hmC لتكوين 5-فورميل سيتوزين (5fC) و5 -كربوكسي سيتوزين (5caC). يتعرف إنزيم ثايمين-دي إن إيه جليكوزيلاز (TDG) على القواعد الوسيطة 5fC و5caC، ويقطع الرابطة الجليكوسيدية، مما ينتج عنه موقع غير بيريميديني (موقع AP). في مسار بديل لإزالة الأمين التأكسدية، يمكن إزالة الأمين من 5hmC تأكسديًا بواسطة إنزيمات APOBEC (AID/APOBEC) لتكوين 5-هيدروكسي ميثيل يوراسيل (5hmU)، أو يمكن تحويل 5mC إلى ثايمين (Thy). يمكن شطر 5hmU بواسطة TDG أو SMUG1 أو NEIL1 أو MBD4 . ثم تُصلح مواقع AP وعدم تطابق T:G بواسطة إنزيمات إصلاح استئصال القاعدة (BER) لإنتاج السيتوزين (Cyt).

عائلة TET

تشمل الأشكال المتغايرة لإنزيمات TET شكلين متغايرين على الأقل من TET1، وشكلًا واحدًا من TET2 ، وثلاثة أشكال متغايرة من TET3 . [ 13 ] [ 14 ] يبدو أن الشكل المتغاير TET1 الكامل يقتصر تقريبًا على الأجنة المبكرة والخلايا الجذعية الجنينية والخلايا الجرثومية الأولية. ينشأ الشكل المتغاير TET1 السائد في معظم الأنسجة الجسدية، على الأقل في الفئران، من استخدام مُحفِّز بديل ، مما ينتج عنه نسخة قصيرة وبروتين مبتور يُسمى TET1s. أما الأشكال المتغايرة لـ TET3 فهي الشكل الكامل TET3FL، وشكل قصير ناتج عن التضفير TET3s، وشكل يوجد في البويضات والخلايا العصبية يُسمى TET3o. يتكون TET3o من خلال استخدام مُحفِّز بديل، ويحتوي على إكسون إضافي في الطرف الأميني الأول يُشفِّر 11 حمضًا أمينيًا . يوجد إنزيم TET3o فقط في البويضات والخلايا العصبية، ولم يُرصد في الخلايا الجذعية الجنينية أو أي نوع آخر من الخلايا أو أنسجة الفئران البالغة التي تم اختبارها. في حين أن التعبير عن إنزيم TET1 يكاد يكون معدومًا في البويضات والزيجوتات، والتعبير عن إنزيم TET2 متوسط ​​فقط، فإن المتغير TET3o يُظهر مستويات تعبير عالية للغاية في البويضات والزيجوتات، ولكنه يكاد يكون معدومًا في مرحلة الخليتين. من المحتمل أن يكون إنزيم TET3o، الذي يتواجد بكثرة في الخلايا العصبية والبويضات والزيجوتات في مرحلة الخلية الواحدة، هو إنزيم TET الرئيسي المستخدم عند حدوث عمليات إزالة مثيلة سريعة واسعة النطاق في هذه الخلايا.

تجنيد TET إلى الحمض النووي

لا ترتبط إنزيمات TET تحديدًا بـ 5-ميثيل سيتوزين إلا عند استقطابها. وبدون استقطاب أو استهداف، يرتبط TET1 بشكل أساسي بمحفزات CG العالية وجزر CpG (CGIs) على مستوى الجينوم عبر نطاقه CXXC القادر على التعرف على جزر CpG غير المُمَثْيَلَة . [ 15 ] لا يمتلك TET2 ألفة لـ 5-ميثيل سيتوزين في الحمض النووي. [ 16 ] يرتبط نطاق CXXC الخاص بـ TET3 كامل الطول، وهو الشكل السائد المُعَبَّر عنه في الخلايا العصبية، بقوة بـ CpGs حيث تم تحويل السيتوزين إلى 5-كربوكسي سيتوزين (5caC). ومع ذلك، فإنه يرتبط أيضًا بـ CpGs غير المُمَثْيَلَة . [ 14 ]

بدء عملية إزالة مثيلة الحمض النووي في موقع CpG . في الخلايا الجسدية البالغة، تحدث مثيلة الحمض النووي عادةً في سياق ثنائيات نيوكليوتيدات CpG ( مواقع CpG )، مُكَوِّنةً 5-ميثيل سيتوزين- pG (5mCpG). قد تهاجم أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) الجوانين في موقع ثنائي النيوكليوتيد، مُكَوِّنةً 8-هيدروكسي-2'-ديوكسي جوانوزين (8-OHdG)، مما ينتج عنه موقع ثنائي النيوكليوتيد 5mCp-8-OHdG. يستهدف إنزيم إصلاح استئصال القاعدة OGG1 جزيء 8-OHdG ويرتبط بالآفة دون استئصال فوري. يقوم OGG1، الموجود في موقع 5mCp-8-OHdG، بتجنيد TET1 الذي يؤكسد 5mC المجاور لـ 8-OHdG. هذا يُحفِّز إزالة مثيلة 5mC [ 17 ] كما هو موضح في الشكل السابق.

لكي يبدأ إنزيم TET عملية إزالة الميثيل، يجب أولاً أن يرتبط بموقع CpG مثيل في الحمض النووي. ومن بين البروتينات التي ثبت أنها ترتبط بإنزيم TET في السيتوزين المثيل في الحمض النووي، بروتين OGG1 (انظر الشكل: بدء إزالة الميثيل من الحمض النووي) [ 17 ] وبروتين EGR1 [ 18 ] .

OGG1

يحفز إنزيم أوكسوجوانين جليكوزيلاز (OGG1) الخطوة الأولى في إصلاح استئصال القاعدة 8-OHdG المتضررة بالأكسدة . يجد OGG1 قاعدة 8-OHdG بالانزلاق على طول الحمض النووي الخطي لمسافة 1000 زوج قاعدي في 0.1 ثانية. [ 19 ] يجد OGG1 قاعدة 8-OHdG بسرعة فائقة. ترتبط بروتينات OGG1 بالحمض النووي المتضرر بالأكسدة بنصف زمن أقصى يبلغ حوالي 6 ثوانٍ. [ 20 ] عندما يجد OGG1 قاعدة 8-OHdG، فإنه يغير بنيته ويرتبط بها في جيب الارتباط الخاص به. [ 21 ] لا يعمل OGG1 على إزالة قاعدة 8-OHdG فورًا. يستغرق نصف زمن إزالة قاعدة 8-OHdG حوالي 30 دقيقة في خلايا هيلا في المختبر ، [ 22 ] أو حوالي 11 دقيقة في أكباد الفئران المعرضة للإشعاع . [ 23 ] يحدث تأكسد الحمض النووي بواسطة أنواع الأكسجين التفاعلية بشكل تفضيلي عند قاعدة غوانين في موقع CpG مثيل، نظرًا لانخفاض جهد تأين قواعد الغوانين المجاورة لـ 5-ميثيل سيتوزين. [ 24 ] يرتبط TET1 (يتم استقطابه) بـ OGG1 المرتبط بـ 8-OHdG (انظر الشكل). [ 17 ] من المرجح أن هذا يسمح لـ TET1 بإزالة مثيلة السيتوزين المثيل المجاور. عند معالجة خلايا ظهارة الثدي البشرية ( MCF -10A) بـ H₂O₂ ، زاد 8-OHdG في الحمض النووي بمقدار 3.5 أضعاف، مما تسبب في إزالة مثيلة واسعة النطاق لـ 5-ميثيل سيتوزين إلى حوالي 20% من مستواه الأولي في الحمض النووي. [ 17 ]

EGR1

يُعدّ جين بروتين الاستجابة المبكرة للنمو 1 ( EGR1 ) أحد الجينات المبكرة الفورية (IEG). وتتميز هذه الجينات بالزيادة السريعة والعابرة في مستويات الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) خلال دقائق، بغض النظر عن تخليق البروتين. [ 25 ] ويمكن تحفيز EGR1 بسرعة عن طريق النشاط العصبي. [ 26 ] في مرحلة البلوغ، يُعبّر عن EGR1 على نطاق واسع في جميع أنحاء الدماغ، محافظًا على مستويات التعبير الأساسية في العديد من المناطق الرئيسية، بما في ذلك القشرة الجبهية الإنسية ، والجسم المخطط ، والحصين، واللوزة الدماغية . [ 25 ] ويرتبط هذا التعبير بالتحكم في الإدراك، والاستجابة العاطفية، والسلوك الاجتماعي، والحساسية للمكافأة. [ 25 ] يرتبط EGR1 بالحمض النووي في مواقع ذات النمطين 5′-GCGTGGGCG-3′ و5′-GCGGGGGCGG-3′، وتوجد هذه الأنماط بشكل أساسي في مناطق المحفزات الجينية. [ 26 ] يُعبَّر عن النظير القصير TET1s في الدماغ. يشكل EGR1 وTET1s مُركَّبًا بوساطة المناطق الطرفية C لكلا البروتينين، بغض النظر عن ارتباطهما بالحمض النووي. [ 26 ] يستقطب EGR1 بروتينات TET1s إلى المناطق الجينومية المحيطة بمواقع ارتباط EGR1. [ 26 ] في وجود EGR1، يكون TET1s قادرًا على إزالة مثيلة الحمض النووي في مواقع محددة وتنشيط التعبير عن الجينات اللاحقة التي ينظمها EGR1. [ 26 ]

تاريخ

تضمنت الأبحاث المبكرة في مجال إعادة البرمجة استخدام التحفيز الهرموني لتمييز الخلايا إلى أشكال أخرى. في عام 1960، أظهرت عالمة الأحياء النباتية ماري كلوتر إمكانية تغيير النسيج الوعائي في نباتات التبغ قسرًا بهذه الطريقة. [ 27 ] وأعلنت في عام 1961 أنها استخدمت العملية نفسها لتحويل خلايا اللحاء إلى خلايا الخشب . [ 28 ] وكان جون جوردون أول من نجح في إثبات إعادة البرمجة في الخلايا الحيوانية ، حيث أثبت في عام 1962 إمكانية إعادة برمجة الخلايا الجسدية المتمايزة إلى حالة جنينية عندما تمكن من الحصول على شرغوف سابح بعد نقل خلايا طلائية معوية متمايزة إلى بيض ضفادع منزوع النواة. [ 29 ] وقد نال جائزة نوبل في الطب عام 2012 مناصفةً مع شينيا ياماناكا تقديرًا لهذا الإنجاز . [ 30 ] كان ياماناكا أول من أثبت (عام 2006) أن عملية نقل نواة الخلية الجسدية أو إعادة البرمجة القائمة على البويضة (انظر أدناه)، التي اكتشفها غوردون، يمكن محاكاتها (في الفئران) بواسطة عوامل محددة ( Oct4 و Sox2 و Klf4 و c-Myc ) لتوليد خلايا جذعية مستحثة متعددة القدرات (iPSCs). [ 31 ] كما استُخدمت تركيبات جينية أخرى، بما في ذلك LIN25 [ 32 ] وبروتين Homeobox NANOG . [ 32 ] [ 33 ]

مراحل إعادة البرمجة

مع اكتشاف إمكانية تغيير مصير الخلية، برز التساؤل حول تسلسل الأحداث التي تدل على خضوع الخلية لإعادة البرمجة. ولأن الناتج النهائي لإعادة برمجة الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات كان متشابهًا في الشكل ، والتكاثر، والتعبير الجيني ، والقدرة على التمايز إلى أنواع متعددة من الخلايا، ونشاط التيلوميراز ، فقد استُخدمت المؤشرات الجينية والشكلية لتحديد مرحلة إعادة البرمجة الجارية. [ 34 ] تُعرَّف إعادة البرمجة بثلاث مراحل: البدء، والنضج، والاستقرار. [ 35 ]

البدء

تترافق مرحلة البدء مع انخفاض التعبير عن الجينات الخاصة بنوع الخلية، وارتفاع التعبير عن جينات القدرة على التمايز إلى أنواع متعددة من الخلايا. [ 35 ] ومع انتقال الخلايا نحو القدرة على التمايز إلى أنواع متعددة من الخلايا، يُعاد تنشيط إنزيم التيلوميراز لإطالة التيلوميرات . ويمكن أن يؤثر شكل الخلية بشكل مباشر على عملية إعادة البرمجة، حيث تُعدّل الخلية نفسها استعدادًا للتعبير الجيني الخاص بالقدرة على التمايز إلى أنواع متعددة من الخلايا. [ 36 ] والمؤشر الرئيسي على اكتمال مرحلة البدء هو التعبير عن أولى الجينات المرتبطة بالقدرة على التمايز إلى أنواع متعددة من الخلايا. ويشمل ذلك التعبير عن Oct-4 أو بروتين Homeobox NANOG ، أثناء خضوع الخلية لعملية التحول من النمط الميزانشيمي إلى النمط الظهاري ( MET)، وفقدان الاستماتة الخلوية والشيخوخة . [ 37 ]

إذا أُعيدت برمجة الخلية مباشرةً من خلية جسدية إلى أخرى، فإن الجينات المرتبطة بكل نوع من أنواع الخلايا تبدأ بالتنظيم التصاعدي والتنازلي تبعًا لذلك. [ 35 ] يمكن أن يحدث هذا إما من خلال إعادة برمجة الخلية مباشرةً أو عن طريق إنشاء خلية وسيطة، مثل خلية جذعية مستحثة متعددة القدرات (iPSC)، ثم تمايزها إلى نوع الخلية المطلوب. [ 37 ]

تُستكمل مرحلة البدء عبر إحدى ثلاث مسارات: نقل النواة ، أو اندماج الخلايا ، أو عوامل محددة ( مثل الحمض النووي الريبوزي الميكروي ، وعامل النسخ ، والعلامات فوق الجينية، وجزيئات صغيرة أخرى). [ 32 ] [ 37 ]

نقل نواة الخلية الجسدية

نقل نواة الخلية الجسدية . تُنقل نواة خلية جسدية إلى بويضة أُزيلت نواتها الأصلية. [ 38 ] ستستقبل هذه البويضة المادة الوراثية من الخلية الجسدية وتنقسم إلى خلية متعددة القدرات. [ 37 ]

يمكن للبويضة أن تعيد برمجة نواة خلية بالغة إلى حالة جنينية بعد نقل نواة الخلية الجسدية ، بحيث يمكن تطوير كائن حي جديد من هذه الخلية. [ 38 ]

تختلف إعادة البرمجة عن تطور النمط الظاهري الجسدي ، [ 39 ] إذ يمكن أن تتغير الأنماط الظاهرية الجسدية بعد أن يتجاوز الكائن الحي مرحلة النمو. [ 40 ] أثناء نقل نواة الخلية الجسدية، تُعطّل البويضة الجينات الخاصة بالأنسجة في نواة الخلية الجسدية، وتُعيد تنشيط الجينات الخاصة بالجنين. وقد أُثبتت هذه العملية من خلال الاستنساخ، كما رأينا في تجربة جون جوردون مع الشرغوف [ 29 ] والنعجة دوللي . [ 41 ] والجدير بالذكر أن هذه الأحداث أظهرت أن مصير الخلية عملية قابلة للعكس.

اندماج الخلايا

اندماج الخلايا . يمكن دمج خليتين معًا وتشاركان الحمض النووي النووي، مما يؤدي إلى تكوين خلية هجينة متعددة النوى ، والتي يمكن بعد ذلك دمجها بواسطة النيوكلياز، مما يؤدي إلى تكوين خلية هجينة. [ 37 ]

[ 37 ] يُستخدم اندماج الخلايالإنشاء خلية متعددة النوى تُسمى خليةغير متجانسة النوى. [ 37 ] تسمح الخلايا المندمجة بإعادة تنشيط الجينات التي كانت صامتة سابقًا، مما يُتيح لها التعبير عن نفسها. ومع إعادة تنشيط الجينات، يُمكن للخلايا أن تُعيد تمايزها. وفي بعض الحالات، لا تزال هناك حاجة إلى عوامل النسخ، مثل عوامل ياماناكا، للمساعدة فيغير متجانسة النوى. [ 42 ]

العوامل المحددة

عوامل محددة. يمكن أن تؤدي إضافة الحمض النووي الريبوزي الميكروي ، وعامل النسخ ، والعلامات فوق الجينية، وجزيئات صغيرة أخرى، أو مزيج منها، إلى تحفيز إعادة برمجة الخلايا عن طريق التسبب في التعبير عن جينات أخرى. [ 32 ] [ 37 ]

على عكس نقل النواة ودمج الخلايا، لا تتطلب العوامل المحددة جينومًا كاملًا، بل عوامل إعادة برمجة فقط. تشمل هذه العوامل الحمض النووي الريبوزي الميكروي (microRNA) ، وعوامل النسخ ، والعلامات فوق الجينية، وجزيئات صغيرة أخرى. [ 37 ] تشمل عوامل النسخ الأصلية، التي تؤدي إلى تطور الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات (iPSC)، والتي اكتشفها ياماناكا ، Oct4 و Sox2 و Klf4 و c-Myc (عوامل OSKM). [ 31 ] [ 34 ] على الرغم من أن عوامل OSKM قد ثبت أنها تحفز وتساعد في تعدد القدرات، فإن عوامل نسخ أخرى مثل بروتين Homeobox NANOG [ 43 ] و LIN25 [ 32 ] و TRA-1-60 [ 43 ] وC/EBPα [ 44 ] تساعد في كفاءة إعادة البرمجة. وقد استُخدم استخدام الحمض النووي الريبوزي الميكروي (microRNA) وعمليات أخرى مدفوعة بجزيئات صغيرة كوسيلة لزيادة كفاءة التمايز من الخلايا الجسدية إلى تعدد القدرات. [ 37 ]

إنضاج

تبدأ مرحلة النضج في نهاية مرحلة البدء، عندما تُعبَّر الجينات متعددة القدرات الأولى. [ 35 ] تُهيئ الخلية نفسها لتصبح مستقلة عن العوامل المحددة التي بدأت عملية إعادة البرمجة. أول الجينات التي تم الكشف عنها في الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات هي Oct4 ، وبروتين Homeobox NANOG ، وEsrrb، يليها لاحقًا Sox2 . [ 37 ] في المراحل اللاحقة من النضج، يُشير إسكات الجين المُدخَل إلى بداية استقلال الخلية عن عامل النسخ المُستحث . بمجرد أن تصبح الخلية مستقلة، تنتهي مرحلة النضج وتبدأ مرحلة الاستقرار.

نظراً لأن كفاءة إعادة البرمجة أثبتت أنها عملية متغيرة ومنخفضة الكفاءة، فإن بعض الخلايا لا تُكمل مرحلة النضج ولا تصل إلى حالة التعددية الخلوية . [ 44 ] بعض الخلايا التي تخضع لإعادة البرمجة تبقى في حالة موت مبرمج في بداية مرحلة النضج نتيجة الإجهاد التأكسدي الناجم عن تغيرات التعبير الجيني. وقد بدأ استخدام الحمض النووي الريبوزي الميكروي والبروتينات ومجموعات مختلفة من عوامل OSKM يُسهم في رفع معدل كفاءة إعادة البرمجة.

التثبيت

تشير مرحلة الاستقرار إلى العمليات التي تحدث في الخلية بعد أن تصل إلى حالة التعددية الخلوية . ومن المؤشرات الجينية التعبير عن جين Sox2 وإعادة تنشيط الكروموسوم X ، بينما تشمل التغيرات فوق الجينية إطالة التيلوميرات بواسطة إنزيم التيلوميراز [ 32 ] وفقدان الذاكرة فوق الجينية للخلية [ 35 ] . تُعاد ضبط الذاكرة فوق الجينية للخلية من خلال التغيرات في مثيلة الحمض النووي [ 45 ] ، باستخدام إنزيمات دياميناز السيتيدين المحفز بالتنشيط (AID) وإنزيمات TET (TET) وإنزيمات ميثيل ترانسفيراز الحمض النووي (DMNTs)، بدءًا من مرحلة النضج وحتى مرحلة الاستقرار [ 35 ] . بمجرد فقدان الذاكرة فوق الجينية للخلية، يصبح التمايز إلى الطبقات الجرثومية الثلاث ممكنًا [ 34 ] . تُعتبر هذه الخلية مُعاد برمجتها بالكامل، حيث يمكن نقلها دون أن تعود إلى نوعها الأصلي من الخلايا الجسدية [ 37 ] .

في أنظمة زراعة الخلايا

تُعرَّف الخلايا الجذعية بأنها خلايا غير متمايزة قادرة على التمايز إلى الطبقات الجرثومية الثلاث . وتتيح قدرتها على التجدد الذاتي، من خلال إنزيم التيلوميراز الذي يُطيل تيلوميرات الكروموسومات ، الحفاظ على عدد ثابت من الخلايا الجذعية. ومع تكرار نقل الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات ، تتضاءل الذاكرة فوق الجينية للخلايا، وتميل الخلايا تدريجيًا إلى التمايز إلى أي نوع من الخلايا بدلًا من نوع الخلية الجسدية الأصلية . [ 35 ]

يمكن أيضًا تحفيز إعادة البرمجة اصطناعيًا عن طريق إدخال عوامل خارجية، عادةً عوامل النسخ . في هذا السياق، يُشير المصطلح غالبًا إلى إنشاء خلايا جذعية مستحثة متعددة القدرات من خلايا ناضجة مثل الخلايا الليفية البالغة . يتيح ذلك إنتاج الخلايا الجذعية لأغراض البحث الطبي الحيوي ، مثل أبحاث علاجات الخلايا الجذعية ، دون الحاجة إلى استخدام الأجنة. ويتم ذلك عن طريق نقل جينات مرتبطة بالخلايا الجذعية إلى الخلايا الناضجة باستخدام نواقل فيروسية مثل الفيروسات القهقرية .

عوامل النسخ

تم اكتشاف أحد العوامل المؤثرة الأولى القادرة على تغيير الخلية في خلية عضلية أولية، وذلك عند التعبير عن الحمض النووي التكميلي (cDNA) المشفر لبروتين MyoD، مما أدى إلى تحويل خلية ليفية إلى خلية عضلية أولية. ومن العوامل المؤثرة الأخرى التي حوّلت الخلية اللمفاوية مباشرةً إلى خلية نخاعية، عامل C/EBPα. يُعدّ كل من MyoD وC/EBPα مثالين على عدد قليل من العوامل الفردية القادرة على تغيير الخلايا. في أغلب الأحيان، تعمل مجموعة من عوامل النسخ معًا لإعادة برمجة الخلية.

OSKM

اكتشف ياماناكا عوامل OSKM ( Oct4 و Sox2 و Klf4 و c-Myc ) لأول مرة عام 2006، وذلك عن طريق تحفيز خلايا ليفية فأرية إلى خلايا جذعية مستحثة متعددة القدرات (iPSCs). [ 31 ] وفي العام التالي، استُخدمت هذه العوامل لتحفيز الخلايا الليفية البشرية إلى خلايا iPSCs. [ 34 ]

يُعدّ Oct4 أحد الجينات التنظيمية الأساسية اللازمة للقدرة على التمايز إلى أنواع متعددة من الخلايا، إذ يُلاحظ وجوده في كلٍّ من الخلايا الجذعية الجنينية والأورام. [ 46 ] يسمح استخدام Oct4، حتى بزيادات طفيفة، ببدء التمايز إلى أنواع متعددة من الخلايا. يعمل Oct4 بالتنسيق مع Sox2 للتعبير عن FGF4، الذي قد يُسهم في عملية التمايز.

يُعدّ Sox2 جينًا يُستخدم في الحفاظ على قدرة الخلايا الجذعية على التمايز إلى أنواع متعددة من الخلايا. ويعمل كلٌّ من Oct4 وSox2 معًا لتنظيم مئات الجينات المستخدمة في هذه القدرة. [ 46 ] مع ذلك، فإنّ Sox2 ليس العضو الوحيد المحتمل من عائلة Sox الذي يُشارك في تنظيم الجينات مع Oct4، إذ  يُشارك أيضًا كلٌّ من Sox4 و Sox11 و Sox15 ، نظرًا لوجود بروتين Sox بشكل متكرر في جميع أنحاء جينوم الخلية الجذعية .

يُعدّ Klf4 عامل نسخ يُستخدم في تكاثر الخلايا وتمايزها وموتها المبرمج وإعادة برمجة الخلايا الجسدية . عند استخدامه في إعادة برمجة الخلايا، يمنع Klf4 انقسام الخلايا التالفة بفضل قدرته على تحفيز الموت المبرمج، كما يُساعد في نشاط إنزيم أسيتيل ترانسفيراز الهيستون . [ 34 ]

يُعرف c-Myc أيضًا باسم الجين الورمي ، وقد يُصبح مُسببًا للسرطان في بعض الحالات. [ 47 ] في إعادة برمجة الخلايا، يُستخدم c-Myc في تقدم دورة الخلية ، والاستماتة الخلوية ، والتحول الخلوي لمزيد من التمايز. نظرًا لخصائص c-Myc الورمية ، تشير الأدلة إلى أن التعبير عن Oct4 وSox2 وKlf4 (OSK) فقط، بالإضافة إلى العلاج الجيني TERT، يُعد طريقة أكثر أمانًا وفعالية لإعادة البرمجة داخل الجسم الحي لتأخير الشيخوخة . [ 48 ]

نانوغ

يُعدّ بروتين NANOG (بروتين هوميوكس) عامل نسخ يُستخدم لتعزيز كفاءة توليد الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات (iPSCs) من خلال الحفاظ على قدرتها على التمايز إلى أنواع مختلفة من الخلايا [ 49 ] وكبح عوامل تحديد نوع الخلية [ 50 ] . يعمل NANOG عن طريق تعزيز إمكانية الوصول إلى الكروماتين من خلال تثبيط علامات الهيستون ، مثل H3K27me3 . يُساعد NANOG في استقطاب Oct4 و Sox2 وEsrrb المستخدمة في عملية النسخ ، بالإضافة إلى استقطاب جين BRG1 (جين براهمة المرتبط-1 ) لتعزيز إمكانية الوصول إلى الكروماتين .

C/EBPα

يُعدّ CEBPA عاملًا شائع الاستخدام في إعادة برمجة الخلايا، ليس فقط إلى خلايا جذعية مستحثة متعددة القدرات (iPSCs)، بل إلى أنواع أخرى من الخلايا أيضًا. وقد ثبت أن C/EBPα عاملٌ مُنظِّمٌ وحيدٌ أثناء إعادة البرمجة المباشرة للخلايا اللمفاوية إلى خلايا نخاعية. [ 44 ] يُعتبر C/EBPα عاملًا مُهيئًا يُساعد في تهيئة الخلية لاستقبال عوامل OSKM وعمليات النسخ الجيني المُحددة. [ 43 ] كما ثبت أن C/EBPα يزيد من كفاءة عمليات إعادة البرمجة. [ 35 ]

التباين

تتفاوت خصائص الخلايا المُستحصلة بعد إعادة البرمجة بشكل كبير، لا سيما بين الخلايا الجذعية المُستحثة متعددة القدرات (iPSCs). [ 51 ] تشمل العوامل المؤدية إلى التباين في أداء إعادة البرمجة والخصائص الوظيفية للمنتجات النهائية: الخلفية الجينية، ومصدر الأنسجة، ونسبة عوامل إعادة البرمجة، والضغوطات المرتبطة بزراعة الخلايا. [ 51 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ ريك دبليو، دين دبليو، والتر جيه (أغسطس 2001). "إعادة البرمجة اللاجينية في نمو الثدييات". مجلة ساينس (مراجعة). 293 (5532): 1089-1093 . doi : 10.1126/science.1063443 . PMID 11498579. S2CID 17089710 .  
  2. ↑ سيدار إتش، بيرغمان واي (يوليو 2012). "برمجة أنماط مثيلة الحمض النووي" . المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 81 : 97-117 . doi : 10.1146/annurev-biochem-052610-091920 . PMID 22404632 . 
  3. ↑ أوكلير جي، غيبير إس، بيندر إيه، ويبر إم (2014). "تطور مثيلة جزر CpG وخصوصية ناقلات مثيل DNMT3 خلال التطور الجنيني في الفأر" . علم الأحياء الجينومي . 15 (12) 545. doi : 10.1186/s13059-014-0545-5 . PMC 4295324. PMID 25476147 .  
  4. ↑ زينغ ي، تشين ت (مارس 2019). " إعادة برمجة مثيلة الحمض النووي أثناء نمو الثدييات" . الجينات . 10 (4): 257. doi : 10.3390/genes10040257 . PMC 6523607. PMID 30934924 .  
  5. ↑ لادشتاتر إس، تاتشيبانا-كونوالسكي ك (ديسمبر 2016). " آلية مراقبة تضمن إصلاح تلف الحمض النووي أثناء إعادة برمجة الزيجوت" . مجلة الخلية . 167 (7): 1774-1787.e13. doi : 10.1016/j.cell.2016.11.009 . PMC 5161750. PMID 27916276 .  
  6. ↑ سيزنبرغر إس، بيت جيه آر، هور تي إيه، سانتوس إف، دين دبليو، ريك دبليو (يناير 2013). "إعادة برمجة مثيلة الحمض النووي في دورة حياة الثدييات: بناء وكسر الحواجز فوق الجينية" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن. السلسلة ب، العلوم البيولوجية . 368 (1609) 20110330. doi : 10.1098/rstb.2011.0330 . PMC 3539359. PMID 23166394 .  
  7. ↑ مان إم آر، تشونغ واي جي، نولين إل دي، فيرونا آر آي، لاثام كي إي، بارتولومي إم إس (سبتمبر 2003). "تعطيل مثيلة الجينات المطبوعة وتعبيرها في أجنة الفئران المستنسخة في مرحلة ما قبل الانغراس" . بيولوجيا التكاثر . 69 (3): 902-914 . doi : 10.1095/biolreprod.103.017293 . PMID 12748125 . 
  8. ↑ Wrenzycki C, Niemann H (ديسمبر 2003). "إعادة البرمجة اللاجينية في التطور الجنيني المبكر: آثار الإنتاج في المختبر ونقل النواة الجسدية". مراجعة. الطب الحيوي التناسلي على الإنترنت . 7 (6): 649-656 . doi : 10.1016/s1472-6483(10)62087-1 . PMID 14748963 . 
  9. ↑ ديوك سي جي، كينيدي إيه جيه، جافين سي إف، داي جيه جيه، سويت جيه دي (يوليو 2017). "إعادة تنظيم جينومي فوقي معتمد على الخبرة في الحصين" . التعلم والذاكرة . 24 (7): 278-288 . doi : 10.1101/lm.045112.117 . PMC 5473107. PMID 28620075 .  
  10. ↑ كيم جيه جيه، جونغ إم دبليو (2006). " الدوائر العصبية والآليات المشاركة في التكييف الشرطي البافلوفي للخوف: مراجعة نقدية" . مراجعات علم الأعصاب والسلوك الحيوي . 30 (2): 188-202 . doi : 10.1016/j.neubiorev.2005.06.005 . PMC 4342048. PMID 16120461 .  
  11. ↑ بايراكتار ج، كرويتز إم آر (2018). "دور إزالة مثيلة الحمض النووي المعتمدة على النشاط في دماغ البالغين وفي الاضطرابات العصبية" . فرونتيرز في علم الأعصاب الجزيئي . 11 169. doi : 10.3389/fnmol.2018.00169 . PMC 5975432. PMID 29875631 .  
  12. 1 2 بايراكتار جي، كرويتز إم آر (2018). "دور إزالة مثيلة الحمض النووي المعتمدة على النشاط في دماغ البالغين وفي الاضطرابات العصبية" . فرونتيرز في علم الأعصاب الجزيئي . 11 169. doi : 10.3389/fnmol.2018.00169 . PMC 5975432. PMID 29875631 .  
  13. ↑ جين إس جي، تشانغ زد إم، دانويل تي إل، هارتر إم آر، وو إكس، جونسون جيه، وآخرون . (يناير 2016). " يقرأ بروتين Tet3 5-كربوكسي سيتوزين عبر نطاقه CXXC، وهو حارس محتمل ضد التنكس العصبي" . تقارير الخلية . 14 (3): 493-505 . doi : 10.1016/j.celrep.2015.12.044 . PMC 4731272. PMID 26774490 .   
  14. 1 2 ميلاميد ب، يوسفزون ي، ديفيد س، تسوكرمان أ، بنويلي ل (2018). "إنزيمات التت، ومتغيراتها، وتأثيراتها المختلفة على الوظيفة" . مجلة فرونتيرز في بيولوجيا الخلية والتطور . 6 22. doi : 10.3389/fcell.2018.00022 . PMC 5844914. PMID 29556496 .  
  15. ↑ تشانغ و، شيا و، وانغ كيو، تاورز إيه جيه، تشين جيه، غاو آر، وآخرون . (ديسمبر 2016). "تبديل النظائر لـ TET1 ينظم إزالة مثيلة الحمض النووي ونمو الفئران" . الخلية الجزيئية . 64 (6): 1062-1073 . doi : 10.1016/j.molcel.2016.10.030 . PMID 27916660 .  
  16. ↑ ديبلاس ر، ديلات ب، شوين م ك، ديفرانس م، مينديز ج، مورفي ن، وآخرون . (مارس 2013). "ينظم TET2 وTET3 عملية الغلكزة ومثيلة H3K4 من خلال OGT وSET1/COMPASS" . مجلة EMBO . 32 (5): 645-655 . doi : 10.1038/emboj.2012.357 . PMC 3590984. PMID 23353889 .   
  17. ١ ٢ ٣ ٤ تشو إكس، تشوانغ زد، وانغ دبليو، هي إل، وو إتش، كاو واي، وآخرون . (سبتمبر ٢٠١٦). "يُعدّ OGG1 ضروريًا في إزالة مثيلة الحمض النووي الناتجة عن الإجهاد التأكسدي". الإشارات الخلوية . ٢٨ (٩): ١١٦٣-١١٧١ . doi : 10.1016/j.cellsig.2016.05.021 . PMID 27251462 .  
  18. ↑ صن ز، شو إكس، هي جيه، موراي إيه، صن إم إيه، وي إكس، وآخرون . (أغسطس 2019). "يستقطب EGR1 بروتين TET1 لتشكيل ميثيلوم الدماغ أثناء النمو وعند النشاط العصبي" . نيتشر كوميونيكيشنز . 10 (1) 3892. Bibcode : 2019NatCo..10.3892S . doi : 10.1038/ s41467-019-11905-3 . PMC 6715719. PMID 31467272 .   
  19. ↑ بليني، بي سي، فان أويجن، إيه إم، بانيرجي، إيه، فيردين، جي إل، شي، إكس إس (أبريل 2006). "بروتين إصلاح الحمض النووي عن طريق استئصال القاعدة يجد قواعد التلف داخل الحلزون عن طريق الانزلاق السريع عند ملامسته للحمض النووي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 103 (15): 5752-5757 . Bibcode : 2006PNAS..103.5752B . doi : 10.1073/pnas.0509723103 . PMC 1458645. PMID 16585517 .  
  20. ↑ عبدو، إي.، بوارييه، جي. جي.، هندزل، إم. جيه.، واينفيلد، إم. (يناير 2015). " إنزيم ربط الحمض النووي III يعمل كمستشعر لانقطاع سلسلة الحمض النووي في التنسيق الخلوي لإصلاح انقطاع سلسلة الحمض النووي" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 43 (2): 875-892 . doi : 10.1093/nar/gku1307 . PMC 4333375. PMID 25539916 .  
  21. ↑ فان دير كامب، ب. أ.، شاربونييه، ج. ب.، أوديبير، م.، بويتيو، س. (2004). "الخصائص التحفيزية وخصائص ارتباط الحمض النووي لإنزيم Ogg1 البشري من نوع N-جليكوزيلاز/AP لياز: استكشاف بيوكيميائي للأحماض الأمينية H270 وQ315 وF319، وهي ثلاثة أحماض أمينية في جيب ارتباط 8-أوكسوجوانين" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 32 (2): 570-578 . doi : 10.1093/nar/gkh224 . PMC 373348. PMID 14752045 .  
  22. ↑ لان إل، ناكاجيما إس، أوهاتا واي، تاكاو إم، أوكانو إس، ماسوتاني إم، وآخرون . (سبتمبر 2004). "تحليل موضعي لعمليات إصلاح تلف الحمض النووي التأكسدي في خلايا الثدييات" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 101 (38): 13738-13743 . Bibcode : 2004PNAS..10113738L . doi : 10.1073 / pnas.0406048101 . PMC 518826. PMID 15365186 .   
  23. ↑ هاميلتون إم إل، غو زد، فولر سي دي، فان ريمن إتش، وارد دبليو إف، أوستاد إس إن، وآخرون . (مايو 2001). "تقييم موثوق لمستويات 8-أوكسو-2-ديوكسي غوانوزين في الحمض النووي النووي والميتوكوندري باستخدام طريقة يوديد الصوديوم لعزل الحمض النووي" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 29 (10): 2117-2126 . doi : 10.1093/nar/29.10.2117 . PMC 55450. PMID 11353081 .   
  24. ↑ مينغ إكس، ماتر بي، سونغ إم، فيلياث إي، شانلي آر، جونز آر، تريتياكوفا إن (مارس 2014). "رسم خرائط منتجات أكسدة الغوانين ذات البنية المحددة على طول سلاسل الحمض النووي المزدوجة: تأثير سياق التسلسل المحلي ومثيلة السيتوزين الذاتية" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 136 (11): 4223-4235 . Bibcode : 2014JAChS.136.4223M . doi : 10.1021/ ja411636j . PMC 3985951. PMID 24571128 .  
  25. 1 2 3 دوكلو ف، كباج م (2017). "دور استجابة النمو المبكر 1 (EGR1) في مرونة الدماغ والاضطرابات النفسية العصبية" . مجلة فرونتيرز في علم الأعصاب السلوكي . 11 : 35. doi : 10.3389/fnbeh.2017.00035 . PMC 5337695. PMID 28321184 .  
  26. 1 2 3 4 5 صن ز، شو إكس، هي جيه، موراي إيه، صن إم إيه، وي إكس، وآخرون . (أغسطس 2019). "يستقطب EGR1 بروتين TET1 لتشكيل ميثيلوم الدماغ أثناء النمو وعند النشاط العصبي" . نيتشر كوميونيكيشنز . 10 (1) 3892. Bibcode : 2019NatCo..10.3892S . doi : 10.1038/ s41467-019-11905-3 . PMC 6715719. PMID 31467272 .   
  27. ↑ والبوت، فيرجينيا ؛ سيلفرثورن، جين ؛ ديلورث، ماتشي (ديسمبر 2022). "نعي: العضوة الرائدة في الجمعية الأمريكية لعلماء الأحياء النباتية، ماري إي. كلوتر" (ملف PDF) . aspb.org . الجمعية الأمريكية لعلماء الأحياء النباتية . تاريخ الاطلاع: 28 يونيو 2026 .
  28. ↑ "دراسة حول الأطفال الذين ترعاهم أمهاتهم . يونايتد برس إنترناشونال . 30 أغسطس 1961. تم الاطلاع عليه في 28 يونيو 2026 - عبر موقع Newspapers.com .
  29. 1 2 جوردون جيه بي (ديسمبر 1962). "القدرة التطورية للنوى المأخوذة من خلايا الظهارة المعوية لشرغوف التغذية". مجلة علم الأجنة وعلم التشكل التجريبي . 10 : 622-640 . PMID 13951335 . 
  30. ↑ "جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء - بيان صحفي لعام 2012" . نوبل ميديا ​​إيه بي. 8 أكتوبر 2012.
  31. ١ ٢ ٣ تاكاهاشي ك، ياماناكا س (أغسطس ٢٠٠٦). "تحفيز الخلايا الجذعية متعددة القدرات من مزارع الخلايا الليفية الجنينية والبالغة للفئران بواسطة عوامل محددة" ( ملف PDF) . مجلة Cell . ١٢٦ (٤): ٦٦٣-٦٧٦ . doi : 10.1016/j.cell.2006.07.024 . PMID 16904174. S2CID 1565219 .  
  32. 1 2 3 4 5 6 دي ماغالهايس جيه بي، أوكامبو أ (يونيو 2022). "إعادة برمجة الخلايا وصعود تقنيات التجديد الحيوي" ( ملف PDF) . اتجاهات في التكنولوجيا الحيوية . 40 (6): 639-642 . doi : 10.1016/j.tibtech.2022.01.011 . PMID 35190201. S2CID 246990346 .  
  33. ↑ بيكر، مونيا (2007-12-06). "إعادة برمجة الخلايا البالغة إلى حالة التعددية الخلوية، دون أورام" . تقارير الطبيعة عن الخلايا الجذعية . doi : 10.1038/stemcells.2007.124 . ISSN 1754-8705 . 
  34. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ تاكاهاشي ك، تانابي ك، أونوكي م، ناريتا م، إيتشيزاكا ت، تومودا ك، ياماناكا س (نوفمبر ٢٠٠٧). "تحفيز الخلايا الجذعية متعددة القدرات من الخلايا الليفية البشرية البالغة بواسطة عوامل محددة". الخلية . ١٣١ ( ٥): ٨٦١-٨٧٢ . doi : 10.1016/j.cell.2007.11.019 . hdl : 2433/49782 . PMID 18035408. S2CID 8531539 .  
  35. 1 2 3 4 5 6 7 8 ديفيد ل، بولو جيه إم (مايو 2014). " مراحل إعادة البرمجة" . أبحاث الخلايا الجذعية . 12 (3): 754-761 . doi : 10.1016/j.scr.2014.03.007 . PMID 24735951. S2CID 31759309 .  
  36. ↑ داونينغ تي إل، سوتو جيه، موريز سي، هوسين تي، فريتز إيه، يوان إف، وآخرون . (ديسمبر 2013). "التنظيم الفيزيائي الحيوي للحالة فوق الجينية وإعادة برمجة الخلايا" . نيتشر ماتيريالز . 12 (12): 1154-1162 . Bibcode : 2013NatMa..12.1154D . doi : 10.1038/ nmat3777 . PMC 9675045. PMID 24141451 .   
  37. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 بيريس سي إف، روزا إف إف، كورتشكين آي، بيريرا سي إف (11 ديسمبر 2019). " فهم المناعة وتعديلها من خلال إعادة برمجة الخلايا" . مجلة فرونتيرز إن إيمونولوجي . 10 2809. doi : 10.3389/fimmu.2019.02809 . PMC 917620. PMID 31921109 .  
  38. ١ ٢ هوشيدلينجر ك، جانيش ر (يونيو ٢٠٠٦). "إعادة برمجة النواة والقدرة على التمايز إلى أنواع متعددة من الخلايا". نيتشر . ٤٤١ ( ٧٠٩٧): ١٠٦١-١٠٦٧ . Bibcode : 2006Natur.441.1061H . doi : 10.1038/nature04955 . PMID 16810240. S2CID 4304218 .  
  39. ↑ لاهيري دي كيه، مالوني بي (2006). "الجينات ليست قدرنا: النمط الظاهري الجسدي يربط بين النمط الجيني والنمط الظاهري" . مجلة نيتشر ريفيوز لعلم الأعصاب . 7 (12): 976. doi : 10.1038/nrn2022-c1 .
  40. ↑ ماذرز ، ج. س. (يونيو 2006). "التعديل الغذائي للشيخوخة: مناهج جينومية وإبيجينية". آليات الشيخوخة والتطور . 127 (6): 584-589 . doi : 10.1016/j.mad.2006.01.018 . PMID 16513160. S2CID 9187848 .  
  41. ↑ ويلموت آي، شنيكي إيه إي، ماكوير جيه، كايند إيه جيه، كامبل كيه إتش (فبراير 1997). "ذرية قابلة للحياة مشتقة من خلايا ثديية جنينية وبالغة". نيتشر . 385 (6619): 810-813 . Bibcode : 1997Natur.385..810W . doi : 10.1038/385810a0 . PMID 9039911 . 
  42. ↑ بيريرا سي إف، تيرانوفا آر، رايان إن كيه، سانتوس جيه، موريس كيه جيه، كوي دبليو، وآخرون (سبتمبر 2008). روبينيان دي سي (محرر). "إعادة برمجة الخلايا اللمفاوية البائية البشرية متعددة القدرات باستخدام الخلايا غير المتجانسة تتطلب Oct4 وليس Sox2" . PLOS Genetics . 4 (9) e1000170. doi : 10.1371/journal.pgen.1000170 . PMC 2527997. PMID 18773085 .   
  43. 1 2 3 بوينو سي، ساردينا جي إل، دي ستيفانو بي، روميرو مويا دي، مونيوز لوبيز إيه، أريزا إل، وآخرون . (مارس 2016). “إعادة برمجة الخلايا البائية البشرية إلى خلايا جذعية متعددة القدرات وتعزيزها بواسطة C/EBPα”. سرطان الدم . 30 (3): 674-682 . دوى : 10.1038 / leu.2015.294 . اتش دي ال : 10651/43469 . بميد 26500142 . S2CID 508334 .   
  44. 1 2 3 سريفاستافا د، ديويت ن (سبتمبر 2016). "إعادة برمجة الخلايا في الجسم الحي: الجيل القادم" . الخلية . 166 (6): 1386-1396 . doi : 10.1016/j.cell.2016.08.055 . PMC 6234007. PMID 27610565 .  
  45. ↑ بولو جيه إم، أندرسن إي، والش آر إم، شوارتز بي إيه، نيفزجر سي إم، ليم إس إم، وآخرون . (ديسمبر 2012). "خريطة جزيئية لإعادة برمجة الخلايا الجسدية إلى خلايا جذعية مستحثة متعددة القدرات" . مجلة الخلية . 151 (7): 1617-1632 . doi : 10.1016/j.cell.2012.11.039 . PMC 3608203. PMID 23260147 .   
  46. 1 2 ريزينو أ (ديسمبر 2009). "Sox2 وOct-3/4: زوج متعدد الاستخدامات من المنظمات الرئيسية التي تُنسق التجديد الذاتي والقدرة على التمايز إلى أنواع مختلفة من الخلايا الجذعية الجنينية" . مراجعات وايلي متعددة التخصصات. بيولوجيا الأنظمة والطب . 1 (2): 228-236 . doi : 10.1002/wsbm.12 . PMC 2794141. PMID 20016762 .  
  47. ↑ دومينغيز-سولا د، يينغ سي واي، غراندوري سي، روجيرو إل، تشين بي، لي إم، وآخرون . (يوليو 2007). "التحكم غير النسخي في تضاعف الحمض النووي بواسطة c-Myc". نيتشر . 448 ( 7152): 445-451 . Bibcode : 2007Natur.448..445D . doi : 10.1038/nature05953 . PMID 17597761. S2CID 4422771 .   
  48. ↑ مينغمينغ جيانغ، تشيان تشيان شو، تشنغ تشي وو (12 مايو 2025). "عوامل ياماناكا المُحسّنة مع العلاج الجيني TERT لتعزيز تأثيرات مكافحة الشيخوخة" . الجينات والأمراض 101669. doi : 10.1016/j.gendis.2025.101669 . ISSN 2352-3042 . PMC 12617746 .  {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  49. ↑ زاهريس هـ، لينش م.و، داهيرون ل، ستيوارت س.أ، إيتسكوفيتز-إلدور ج، دالي ج.كيو (مارس 2005). " تداخل الحمض النووي الريبوزي عالي الكفاءة في الخلايا الجذعية الجنينية البشرية" . الخلايا الجذعية . 23 (3): 299-305 . doi : 10.1634/stemcells.2004-0252 . PMID 15749924. S2CID 1395518 .  
  50. ↑ هيرتييه، ف.، أوينز، ن.، غونزاليس، إ.، مولر، ف.، برو، س.، مورنيكو، د.، وآخرون . (مارس 2019). "المنطق الجزيئي للتجديد الذاتي المُحفَّز بواسطة نانوغ في الخلايا الجذعية الجنينية للفئران" . نيتشر كوميونيكيشنز . 10 (1) 1109. Bibcode : 2019NatCo..10.1109H . doi : 10.1038/s41467-019-09041-z . PMC 6406003. PMID 30846691 .   
  51. ١ ٢ بول د، سيفيلا أ، تشو هـ، هان أ ك، كيم هـ، نابوليتانو س، وآخرون . (سبتمبر ٢٠١٥). "استخلاص وتوصيف وتمايز الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات آليًا وبإنتاجية عالية" . نيتشر ميثودز . ١٢ (٩): ٨٨٥-٨٩٢ . doi : 10.1038/nmeth.3507 . PMID 26237226. S2CID 9889991 .