קביעה מחודשת בביולוגיה מייצגת תכנות מחדש של תא סומטי מובחן. באופן כללי, תהליך ההבחנה בין תאים סומטיים מהביצית המופרית לאורגניזם שנוצר לחלוטין אינו הפיך. עם זאת, בתנאים מסוימים ניתן לתכנת מחדש תא שנקבע בבידולו.
מהי קביעת משנה?
באופן כללי, תהליך ההתמיינות של תאים סומטיים מהביצית המופרית לאורגניזם שנוצר במלואו מתנהל באופן בלתי הפיך. קביעת משנה פירושה הפיכה ממצב קבוע אחד למצב קובע אחר. בביולוגיה, קביעת משנה מאופיינת בתכנות מחדש של תא גוף שנבדל כבר לתא גוף מובחן אחר. במקרה של בני אדם ובעלי החיים הרב-תאיים ביותר, התפתחותם של אורגניזמים מתחילה בתא הביצית המופרית. האורגניזם כולו מתפתח מהתא הראשון הזה. כאשר התאים מתחלקים, התמיינות הולכת וגוברת או התמחות של התאים הבודדים מתרחשת במהלך העובריוגנזה. כך מתפתחים האיברים. כבד לתאים, למשל, יש אותו מידע גנטי כמו לֵב תאים. אולם בשני סוגי התאים המידע הגנטי הנדרש בכל מקרה נקרא על ידי גנים שונים. במהלך הבידול, גנים מסוימים מושתקים על ידי מתילציות או שינויים בהיסטונים. בידול מתרחש על ידי השתקת גנים שונים מקו תא לקו תא. לפיכך, בקביעה מחודשת, גנים לא פעילים מופעלים מחדש וגנים שהופעלו בעבר הופכים שוב ללא פעילים. דוגמה תהיה הטרנספורמציה המורכבת של a עור תא לתא כבד תא.
פונקציה ומשימה
תא הביצית המופרית הוא התא הראשון של האורגניזם. זהו תא הגזע המקורי של כל התאים המאוחרים יותר מאוחר. בהקשר זה, יחד עם שמונת התאים הראשונים, הוא נקרא תא הגזע הטוטפוטנטי. תאים ראשונים אלה עדיין אינם מובחנים לחלוטין ויכולים להתפתח כל אחד לאורגניזם עצמאי. לאחר חלוקת התאים השמינית נוצרים תאי גזע פלוריפוטנטיים או עובריים. אלה עדיין יכולים להפוך לתאים של שלוש שכבות הנבט (אקטודרם, מזודרם, אנדודרם). עם זאת, הם כבר איבדו את היכולת להתפתח לאורגניזמים עצמאיים. התפתחות נוספת מובילה לתאי גזע פוסט-אמבריוניים, המחולקים לתאי גזע עובריים, ילודים ומבוגרים בהתאם לשלב ההתפתחות. תאי הגזע הפוסט-עובריים כבר מייצגים שורות תאים שונות שיכולות להפוך למערכות איברים ספציפיות. הם גם עדיין בעלי פוטנציאל בידול, אשר, עם זאת, קשור רק לסוגי תאים ספציפיים. הם מכונים תאי גזע רב-פוטנציאליים. לדוגמא, תאי גזע עצביים עדיין יכולים להפוך לצורות שונות של תאי עצב, אך כבר לא דם תאים. התמיינות או שינוי קביעת תאים אפשרית. עם זאת, שנוי במחלוקת האם ניתן לתכנת מחדש תא גוף מובחן לחלוטין. לשם כך, יהיה צורך להפעיל את הביטוי של אלפי גנים בו זמנית ולהשבית בו זמנית אלפי גנים אחרים כדי להפוך עור תא לתא שריר, למשל. עד כה ההנחה היא שרק תאי גזע בוגרים עדיין מסוגלים לכך. פוטנציאל ההתמיינות שלהם אף מתעלה מעל הקוטילדון. התכנות מחדש מתרחש בדרך כלל בשני שלבים. ראשית, מתרחשת הסחת דעת של התא. ואז, לאחר חלוקת תאים, ההבחנה לכיוון אחר מתרחשת שוב. בתוך האורגניזם, קביעת משנה כזו מתרחשת, למשל ריפוי פצע. תאי גזע בוגרים מתפתחים למגוון רחב של סוגי תאים הדרושים לתהליך הריפוי. ככל הנראה לרפואה זה יפתח סיכויים מצוינים בעתיד כאלטרנטיבה לזו של היום הַשׁתָלָה טֶכנוֹלוֹגִיָה. ניתן לגדל איברים חולים ישירות מתאי הגזע הבוגרים של המטופל. שנים של טיפול תרופתי להגבלת תגובות דחייה יהפכו לנחלת העבר. במחקרים חוץ גופיים על תרביות תאים ניתן היה להגיע לדיפרנציאציה ולדיפרנציאציה מחדש של תאים בעזרת גורם גדילה. בהקשר למחקר תאי גזע התגלה כי תאי גזע עשויים להיות מסוגלים להחליף תאים שנהרסו באוטם שריר הלב. עם זאת, התוצאות מצביעות גם על כך שהריפוי אינו מבוסס על החלפה על ידי התאים הטרנס-מובחנים, אלא על גירוי לתהליכי צמיחת תאים והתמיינות. תאי גזע בוגרים מתגלים גם כיעילים בהתחדשות סָחוּס ועצם.
מחלות ומחלות
בקשר לניתוח מחדש, מחלות קשות מתרחשות שוב ושוב. הפיתוח של סרטן מבוסס על ההבדל של תאי הגוף. שינויים בתא יכולים לגרום לחלוקת תאים בלתי מובחנת, שיכולה להתפשט בגוף על ידי היווצרות גרור. הסיבות עשויות לכלול מוטציות סומטיות, וירוסים, או פרופיל תאים מחוץ לשליטה במהלך תהליכי ריפוי. בידול יכול להתרחש במהירות. עם זאת, יש גם צורות של סרטן שבו הגידול נותר מובחן די הרבה זמן. עם זאת, שום בידול חדש אינו מתרחש לאחר שלב ההבדל. התאים המפרידים מנווונים ומתרחקים מהמצב ההתחלתי לאחר כל חלוקת תאים. גם מידע גנטי נתון לשינויים מתמידים. לדוגמה, ריפוי פצע הוא תהליך טבעי המבוסס על קביעת משנה. כאן, תאי גזע בוגרים הופכים למובחנים עור תאים, רקמת חיבור תאים או תאים מסוגים אחרים. אולם במקרים נדירים עלול להיווצר גידול ממאיר כתוצאה מחלוקות תאים קבועות. מצב דומה יכול להתרחש גם לאחר תגובות חיסוניות. בין היתר, לימפומות הן ביטוי של המערכת החיסונית שזה מחוץ לשליטה.
