התפתחות עוברית מתחילה בעת הפרית הביצית על ידי הזרע. התא הנוצר (זיגוטה) מתחיל להתחלק, וחמישה ימים לאחר ההפריה נוצר מבנה כדורי של תאים - בלסטוציסט. התאים המרכיבים את הבלסטוציסט עתידים להתפתח לכל סוגי התאים הבוגרים בגופנו. כאשר מבודדים תאים אלה במעבדה, הם נקראים "תאי גזע עובריים". מדענים יכולים היום להפוך תאי גזע עובריים לכל סוגי התאים בגופנו, מה שמקנה לתאים אלה פוטנציאל עצום לשימוש במחקר וברפואה.

מחקר רב בעשור האחרון הראה כי על אף שתאים אלה נלקחים כ-5 ימים לאחר ההפריה, השלב ההתפתחותי בו מצליחים לתחזק אותם בתרבית הינו מעט בוגר יותר. תצפית זו הובילה מדענים לפתח שיטות שונות לביצוע מניפולציות מולקולריות המחזירות תאי גזע עובריים לשלב התפתחותי מוקדם יותר, בו הם נקראים "תאי גזע עובריים נאיביים". אמנם שיטות אלה יחסית יעילות, אך הן מובילות גם לתופעות לוואי בלתי רצויות.

דוגמא לתופעת לוואי כזו הינה מחיקת מידע ייחודי בשם "החתמה הורית". למרות שאנו מקבלים גנים דומים משני הורינו, קבוצה מסויימת של גנים עתידה להתבטא רק מגנום של הורה אחד, ובמקביל היא תהיה מושתקת ("מוחתמת") בגנום שקיבלנו מההורה השני. זו הסיבה שיונקים זקוקים לגנום האבהי והאימהי לצורך התפתחות עוברית תקינה. אבדן המידע הגורם להחתמה הורית עלול להוביל להתפתחותן של מחלות חמורות.

במחקר זה השתמשנו בשיטות חישוביות כדי לנתח תבניות ביטוי של גנים מוחתמים בתאים נאיביים שהופקו בכ-20 מחקרים בלתי תלויים. גילינו כי תאים נאיביים מבטאים בו-זמנית באופן לא תקין גנים מוחתמים מהגנום של שני ההורים במקום מאחד הגנומים בלבד, מה שעלול להשליך על פוטנציאל השימוש בהם במחקר וברפואה. 

בנוסף, ביצענו אנליזה מקיפה שניתחה את פרופיל הביטוי של כל הגנים בגנום של תאים נאיביים. אנליזה זו איפשרה לנו לגלות את המסלול התאי המרכזי המעורב באובדן ההחתמה ההורית בתאים הנאיביים, ולזהות פרוטוקול מסוים המאפשר הפקת תאים נאיביים תוך אובדן מינימלי של המידע המשמר את ההחתמה.

לממצאים אלה חשיבות עליונה, כיוון שהם חושפים את הבעייתיות הפוטנציאלית בשימוש הנוכחי בתאים נאיביים לצרכים רפואיים, ובמקביל סוללים את הדרך לפיתוח שיטות חדשות להפקת תאים נאיביים, באופן שההחתמה ההורית לא תיפגע, וניתן יהיה להשתמש בהם לצורך מחקר וטיפולים רפואיים.

קיראו את המאמר