Embriyonik Gelişimin İzlerini Taşıyan Laboratuvar Kültüründe Üretilen Nöronlar

Petri kabında elde edilen yapay bir nöron, DNA sarmalları üzerinden olgun bir beyin yapısına dokunuyor. Görüntü, çalışmanın temel sonucunu yansıtıyor: Farklılaşmaya rağmen, in vitro nöronlar olgunlaşmamış kromatin profili koruyor. Kaynak: Maria Molodova, Skoltech, ChatGPT ile derlendi

Skoltech’ten bilim insanları, Rus Bilimler Akademisi’nden Kharkevich Bilgi İletişimi Sorunları Enstitüsü, Lomonosov Moskova Devlet Üniversitesi ve diğer kuruluşlardan meslektaşlarıyla birlikte, indüklenmiş pluripotent kök hücrelerden türetilen nöronlarla yetişkin insan beyininde bulunan nöronlarda 3B genom organizasyonunun karşılaştırmalı çalışmalarını yürüttü. Yazarlar, embriyonik kök hücreler, indüklenmiş pluripotent kök hücreler, nöral öncü hücreler, fetüs ve otopsik nöronlar ile in vitro farklılaşmış nöronlara dair veriler de dahil olmak üzere 62 insan ve 34 fare örneğini kapsayan 300’den fazla 3B genom haritasını topladı ve işledi.

Çalışma, aynı zamanda yazarların elde ettiği beş yeni 3B genom haritasını da sunuyor. Çalışma, Genome Research dergisinde yayımlandı.

Indüklenmiş pluripotent kök hücreler, yetişkin somatik hücrelerinden genetik yeniden programlama yoluyla elde edilen ve hücreleri embriyonik duruma benzer bir duruma geri döndüren hücrelerdir. Bu hücrelerden, bağışçıyla genetik olarak özdeş nöronlar türetilebilir ve böylece sinir sistemi hastalıkları laboratuvar koşullarında incelenebilir. Ancak nöronların, olgun yetişkin beyin nöronlarının kromatin mimarisini ne kadar yakından yeniden ürettiği şimdiye kadar belirsiz kaldı.

Analiz, indüklenmiş pluripotent kök hücrelerden farklılaşmış nöronların, olgun nöronlara göre nöral öncü hücrelerin kromatin özelliklerine daha yakın olduğunu gösterdi. Bu hücrelerde, genomun aktif ve inaktif bölgeleri daha belirgin biçimde ayrılıyor ve yapısal alanların (DNA’nın kendi kendile etkileşimde bulunduğu bölgeler) sınırları, gelişimle ilişkili genleri içeriyor. Öte yandan, olgun nöronlarda gen ifadesini baskılayan uzun baskılayıcı etkileşimler, laboratuvar ortamında büyütülmış nöronlarda çok daha az belirgin.

Bu nöronlardaki yapısal alanların kendileri daha küçük ve daha sıkı paketlenmiş olup bu da hücre öncüsü hücrelerin karakteristik özelliğidir. Ayrıca, gen ifadesini normalde kontrol eden sık etkileşimli düzenleyici bölgelerin aktivitesinde azalma gösterirler.

“Sonuçlarımız, indüklenmiş pluripotent kök hücrelerden büyütülen nöronların, yetişkin beyinde görülen olgunlaşmış kromatin mimarisine ulaşamadığını gösteriyor. Erken gelişim aşamalarına özgü özellikleri korumaya devam ediyorlar ve bu da geç ortaya çıkan hastalıkların, örneğin nörodejeneratif hastalıkların modellenmesinde kullanımını sınırlıyor.

“Aynı zamanda, bu olgunlaşmamış özellikler, onogenezin erken aşamalarında kritik olan sinir sistemi gelişimini ve düzenleyici mekanizmaları çalışmak için uygun hale getiriyor,” diyor Skoltech’in Biomed Teknoloji Merkezi’nde doçent olan çalışmanın bilimsel danışmanı Ekaterina Khrameeva.

“İnsan ve fare nöronal hücrelerinin 3B genom haritalarından oluşan, araştırma topluluğunun kullanımına açık bir veritabanı oluşturduk. Bu sayede, farklılaşmış nöronların 3B organizasyonunu ilk kez sistematik olarak karşılaştırabildik; hem ölümden sonra elde edilen nöronlarla hem de hücre öncüsü hücrelerle karşılaştırarak. Her düzeyde farklılaşmış nöronların olgunlaşmış olanlardan ayrıldığını ve hücre öncüsü hücrelerin profilini korumaya devam ettiğini gösterdik.

“Bu bulgular, araştırmacılara eldeki göreve göre bir model seçmeleri için pratik kriterler sunuyor: bazı sorular için farklılaşmış nöronlar uygun, bazıları için ise değil,” diyor çalışmanın ilk yazarı ve Skoltech’in Biomed Teknoloji Merkezi’nde araştırma görevlisi ile Skoltech’in Yaşam Bilimleri Yüksek Lisans Programı mezunu Diana Zagirova.

Diana R. Zagirova ve ark., Fetal signatures in the 3D genome of iPSC-derived neurons and their implications for disease modeling, Genome Research (2026). DOI: 10.1101/gr.281488.125

Dergi bilgisi:
Genome Research

gelişim biyolojisi
insansılar
Genomlar

Skolkovo Bilim ve Teknoloji Enstitüsü

Bu hikâyenin ardındaki isim kim?

BA sanat tarihi, MA malzeme kültürü. Eski müze editörü, paramedik ve organ nakil koordinatörü. 2021’den beri Science X için düzenleme.

Profil →

Matematiksel biyoloji lisansı, yaratıcı yazılarda yüksek lisans. Bilim ve dil üzerine özgün bakış açılarına sahip, geniş bir coğrafyaya yolculuk etmiş.

Profil →

Kaynakça

:
İnsan eliyle yetiştirilen nöronlar embriyonik gelişimin özelliklerini koruyor (3 Kasım 2026)
3 Kasım 2026 tarihinde erişildi
https://phys.org/news/2026-11-lab-grown-neurons-retain-features.html adresinden

Bu belge telif hakkına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla adil kullanım dışında, hiçbir kısm yazılı izin olmadan çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.