Differenciálódása

Differenciálódása (differenciálódás) a biológiában annak a folyamatnak a neve, amely során a kezdetben egységes, specializálódásra képes sejtek különböző funkciójú és szerkezetű sejttípusokká válnak. A differenciálódás a szervezet fejlődésének és a szövetek szerveződésének alapvető része.

Folyamata a génexpresszió átrendeződésén alapul, amelyet hierarchikus szabályozó hálózatok, transzkripciós faktorok és jelátviteli útvonalak irányítanak. A Notch, Wnt, TGF-β és más útvonalak segítik a sejtek útját egy adott lineage felé. Morfogén gradiens és a környezeti jelek is befolyásolják a megfelelő specializálódást. Emellett DNS-metiláció, histonmódosítások és kromatin-remodellezés segítik stabilizálni az új sejttípus programját.

Jellemző példák a fejlődés során a különböző sejttípusokra való differenciálódás: ideg- és izomsejtek, vérképző sejtek és hámsejtek kialakulása, valamint a szövetek regenerációja. Multipotens őssejtek és a környezeti jelek közreműködése révén a sejtek a kívánt lineage felé differentiálódnak; a modern kutatásokban az indukált pluripotens sejtek (iPSC) és a direkt reprogramozás is fontos eszközök.

Kutatási és orvosi alkalmazások: a differenciálódás megértése alapja a regeneratív medicina és a sejtterápiák fejlesztésének; betegspecifikus modellek és gyógyszerhatás-vizsgálatok. Az iPSC-technológia lehetővé teszi egyedi genetikai háttérrel rendelkező modellrendszerek létrehozását.

Kihívások és korlátok: a differenciálódás részben visszafordítható lehet (dedifferenciálódás), és az epigenetikai memória befolyásolhatja a reprogramozást. A sejtek közti átmeneti programok pontos szabályozása és a kívánt lineage szigorú kikényszerítése még kutatás alatt áll.