Orgasme yang Segera Terjadi Pada Wanita Berhubungan Dengan Kaki Gelisah - ScienceDaily

Panduan komputasi untuk mengarahkan sel ke jalur diferensiasi yang diinginkan – ScienceDaily


Ada kebutuhan besar untuk menghasilkan berbagai jenis sel untuk digunakan dalam terapi baru untuk menggantikan jaringan yang hilang karena penyakit atau cedera, atau untuk penelitian di luar tubuh manusia guna meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana organ dan jaringan berfungsi dalam kesehatan dan penyakit. Banyak dari upaya ini dimulai dengan sel induk berpotensi majemuk yang diinduksi manusia (IPSC) yang, secara teori, memiliki kapasitas untuk berdiferensiasi menjadi hampir semua jenis sel dalam kondisi kultur yang tepat. Hadiah Nobel 2012 yang dianugerahkan kepada Shinya Yamanaka mengakui penemuannya tentang strategi yang dapat memprogram ulang sel dewasa menjadi iPSC dengan menyediakan seperangkat faktor transkripsi pengatur gen (TF) yang ditentukan. Namun, kemajuan dari sana untuk secara efisien menghasilkan berbagai jenis sel dengan fungsi khusus jaringan yang berbeda untuk aplikasi biomedis tetap menjadi tantangan.

Meskipun ekspresi TF spesifik jenis sel di iPSC adalah teknologi konversi seluler yang paling sering digunakan, efisiensi dalam memandu iPSC melalui “tahap garis keturunan” yang berbeda ke keadaan diferensiasi yang berfungsi penuh, misalnya, jantung, otak, atau kekebalan tertentu. sel saat ini rendah, terutama karena kombinasi TF yang paling efektif tidak dapat ditentukan dengan mudah. TF yang menginstruksikan sel untuk melewati proses diferensiasi sel tertentu mengikat daerah regulasi gen untuk mengontrol ekspresinya dalam genom. Namun, banyak TF harus berfungsi dalam konteks jaringan pengatur gen (GRN) yang lebih besar untuk mendorong perkembangan sel melalui garis keturunannya sampai keadaan diferensiasi akhir tercapai.

Sekarang, upaya kolaboratif yang dipimpin oleh George Church, Ph.D. di Harvard’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering and Harvard Medical School (HMS), dan Antonio del Sol, Ph.D., yang memimpin kelompok Computational Biology di CIC bioGUNE, anggota Basque Research and Technology Alliance, di Spanyol, dan di Pusat Biomedis Sistem Luksemburg (LCSB, Universitas Luksemburg), telah mengembangkan alat desain yang dipandu komputer yang disebut IRENE, yang secara signifikan membantu meningkatkan efisiensi konversi sel dengan memprediksi kombinasi TF spesifik jenis sel yang sangat efektif. Dengan menggabungkan IRENE dengan sistem integrasi genom yang memungkinkan ekspresi yang kuat dari TF terpilih di iPSC, tim mendemonstrasikan pendekatan mereka untuk menghasilkan lebih banyak sel pembunuh alami yang digunakan dalam terapi kekebalan, dan melanosit yang digunakan dalam cangkok kulit, daripada metode lain. Dalam ilmiah pertama, dihasilkan sel epitel payudara payudara, yang ketersediaannya akan sangat diinginkan untuk repopulasi jaringan payudara yang diangkat melalui pembedahan. Studi ini dipublikasikan di Nature Communications.

“Dalam kelompok kami, studi ini secara alami dibangun di atas proyek ‘TFome’, yang mengumpulkan perpustakaan komprehensif yang berisi 1.564 TF manusia sebagai sumber daya yang kuat untuk mengidentifikasi kombinasi TF dengan kemampuan yang ditingkatkan untuk memprogram ulang iPSC manusia ke jenis sel target yang berbeda,” kata Gereja anggota Fakultas Inti Wyss. “Kemanjuran algoritma komputasi ini akan meningkatkan sejumlah upaya rekayasa jaringan kami di Wyss Institute dan HMS, dan sebagai sumber daya terbuka dapat melakukan hal yang sama bagi banyak peneliti di bidang yang sedang berkembang ini.” Church adalah pemimpin platform Biologi Sintetis Institut Wyss, dan Profesor Genetika di HMS serta Ilmu dan Teknologi Kesehatan di Harvard dan MIT.

Perkakas

Beberapa alat komputasi telah dikembangkan untuk memprediksi kombinasi TF untuk konversi sel tertentu, tetapi hampir secara eksklusif ini didasarkan pada analisis pola ekspresi gen di banyak jenis sel. Hilang dalam pendekatan ini adalah pandangan lanskap epigenetik, organisasi genom itu sendiri di sekitar gen dan pada skala seluruh bagian kromosom yang jauh melampaui urutan DNA genom telanjang.

“Perubahan lanskap epigenetik dalam membedakan sel memprediksi area dalam genom yang mengalami perubahan fisik yang penting bagi TF kunci untuk mendapatkan akses ke gen target mereka. Menganalisis perubahan ini dapat menginformasikan secara lebih akurat tentang GRN dan TF partisipasinya yang mendorong konversi sel tertentu,” kata rekan penulis pertama Evan Appleton, Ph.D. Appleton adalah Rekan Pascadoktoral di kelompok Gereja yang bergabung dengan Sascha Jung, Ph.D., dari kelompok del Sol dalam studi baru. “Kolaborator kami di Spanyol telah mengembangkan pendekatan komputasi yang mengintegrasikan perubahan epigenetik tersebut dengan perubahan ekspresi gen untuk menghasilkan kombinasi TF kritis sebagai keluaran, yang berada dalam posisi ideal untuk kami uji.”

Tim tersebut menggunakan pendekatan komputasi “Model Jaringan Pengatur Gen Integratif” (IRENE) untuk merekonstruksi iPSC pengendali GRN, dan kemudian berfokus pada tiga jenis sel target dengan relevansi klinis untuk secara eksperimental memvalidasi kombinasi TF yang diprioritaskan oleh IRENE. Untuk mengirimkan kombinasi TF ke dalam iPSC, mereka menerapkan sistem integrasi genom berbasis transposon yang dapat mengintegrasikan banyak salinan gen yang mengkodekan TF ke dalam genom, yang memungkinkan semua faktor kombinasi diekspresikan secara stabil. Transposon adalah elemen DNA yang dapat melompat dari satu posisi genom ke posisi lain, atau dalam hal ini dari potongan DNA yang disediakan secara eksogen ke dalam genom.

“Tim peneliti kami yang terdiri dari ilmuwan dari LCSB dan CIC bioGUNE memiliki keahlian lama dalam mengembangkan metode komputasi untuk memfasilitasi konversi sel. IRENE adalah sumber daya tambahan di kotak alat kami dan salah satu yang validasi eksperimental telah menunjukkannya secara substansial meningkatkan efisiensi di sebagian besar kasus yang diuji, “penulis yang sesuai Del Sol, yang merupakan Profesor di LCSB dan CIC bioGUNE. “Penelitian fundamental kami pada akhirnya harus bermanfaat bagi pasien, dan kami sangat senang bahwa IRENE dapat meningkatkan produksi sumber sel yang mudah digunakan dalam aplikasi terapeutik, seperti transplantasi sel dan terapi gen.”

Memvalidasi alat desain yang dipandu komputer dalam sel

Para peneliti memilih sel epitel payudara manusia (HMEC) sebagai jenis sel pertama. Sejauh ini HMECs diperoleh dari satu lingkungan jaringan, dipisahkan, dan ditransplantasikan ke lingkungan di mana jaringan payudara telah direseksi. HMEC yang dihasilkan dari sel pasien, melalui tahap iPSC menengah, dapat memberikan cara untuk regenerasi jaringan payudara yang kurang invasif dan lebih efektif. Salah satu kombinasi yang dihasilkan oleh IRENE memungkinkan tim untuk mengubah 14% iPSC menjadi HMEC yang berbeda di media kultur khusus iPSC, menunjukkan bahwa TF yang disediakan cukup untuk mendorong konversi tanpa bantuan dari faktor tambahan.

Tim kemudian mengalihkan perhatian mereka ke melanosit, yang dapat menyediakan sumber sel dalam cangkok sel untuk menggantikan kulit yang rusak. Kali ini mereka melakukan konversi sel dalam media tujuan melanosit untuk menunjukkan bahwa TF yang dipilih bekerja dalam kondisi kultur yang dioptimalkan untuk jenis sel yang diinginkan. Dua dari empat kombinasi mampu meningkatkan efisiensi konversi melanosit sebesar 900% dibandingkan dengan iPSC yang ditanam pada media tujuan tanpa TF. Akhirnya, para peneliti membandingkan kombinasi TF yang diprioritaskan oleh IRENE untuk menghasilkan sel natural killer (NK) dengan metode diferensiasi canggih berdasarkan kondisi kultur sel saja. Sel NK imun telah ditemukan untuk meningkatkan pengobatan leukemia. Pendekatan para peneliti mengungguli standar dengan lima dari delapan kombinasi yang meningkatkan diferensiasi sel NK dengan penanda kritis hingga 250%.

“Pendekatan komputasi baru ini dapat sangat memfasilitasi berbagai upaya rekayasa sel dan jaringan di Wyss Institute dan banyak situs lain di seluruh dunia. Kemajuan ini seharusnya sangat memperluas kotak alat kami saat kami berusaha mengembangkan pendekatan baru dalam pengobatan regeneratif untuk meningkatkan kehidupan pasien. , “kata Direktur Pendiri Wyss Donald Ingber, MD, Ph.D., yang juga merupakan Profesor Biologi Vaskular Judah Folkman di HMS dan Rumah Sakit Anak Boston, dan Profesor Bioteknologi di Sekolah Teknik dan Sains Terapan Harvard John A. Paulson. .

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel