Sự hợp nhất tế bào là một quá trình sinh học quan trọng trong đó nhiều tế bào đơn nhân kết hợp để tạo thành một tế bào đa nhân gọi là hợp bào. Quá trình này không chỉ quan trọng đối với tế bào cơ, tế bào hấp thụ xương và sự phát triển của phôi mà còn ảnh hưởng đến sự phân hóa và phát triển của nhiều tế bào khác. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét kỹ hơn các nguyên tắc, loại hình và ứng dụng tiềm năng trong tương lai của điện nhiệt hạch.
Nghiên cứu về sự hợp nhất tế bào bắt nguồn từ những quan sát được Thulhu Schwann thực hiện vào năm 1839 trong quá trình nghiên cứu dưới kính hiển vi của ông. Ông lưu ý rằng thành tế bào và khoang của một số tế bào hợp nhất với nhau, một phát hiện gợi ý về khả năng hợp nhất tế bào. Phải đến năm 1960, các nhà sinh vật học mới lần đầu tiên cố tình thử hợp nhất tế bào, một quá trình sử dụng virus Sendai để gây ra sự hợp nhất màng ngoài của tế bào chuột, cuối cùng tạo ra một tế bào lai chứa nhiễm sắc thể từ cả hai tế bào.
Tế bào lai này được gọi là "tế bào đồng hợp" và mở ra một chương mới trong nghiên cứu về sự hợp nhất tế bào.
Sự hợp nhất tế bào có thể được chia thành hai loại: hợp nhất tương đồng và hợp nhất khác loài. Sự hợp nhất tương đồng xảy ra giữa các tế bào cùng loại, chẳng hạn như sự hợp nhất của các tế bào tiêu xương. Sự hợp nhất không đồng nhất xảy ra giữa các loại tế bào khác nhau, ví dụ phổ biến nhất là sự hợp nhất của các tế bào có nguồn gốc từ tủy xương với các cơ quan rắn. Bất kể loại nào, sự hợp nhất tế bào đều tạo ra hợp bào, được hình thành bởi sự hợp nhất của nhân.
Hiện nay, quá trình hợp nhất tế bào chủ yếu dựa vào bốn phương pháp khác nhau, cụ thể là hợp nhất điện, hợp nhất polyvinyl alcohol, hợp nhất do virus Sendai gây ra và phương pháp hợp nhất plasma quang nhiệt mới được giới thiệu.
Điện phân là một kỹ thuật dựa trên dòng điện xoay chiều tần số cao giúp hợp nhất các tế bào bằng cách cho chúng tiếp xúc với nhau.
Trong quá trình điện phân, điện áp xung gây ra sự thay đổi tính thấm của màng tế bào, sau đó là sự hợp nhất của các màng tế bào. Sau khi quá trình hợp nhất tế bào hoàn tất, tế bào chất trở thành một, nhưng nhân vẫn tách biệt.
Tiềm năng điều trị của sự hợp nhất tế bàoTrong y học hiện đại, với sự khan hiếm các cơ quan và mô hiến tặng, phương pháp hợp nhất tế bào đã được chú ý như một giải pháp thay thế. Các nhà khoa học đang khám phá khả năng hợp nhất tế bào để sửa chữa tổn thương mô và tìm ra tế bào phù hợp nhất để đạt được hiệu quả điều trị. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức, chẳng hạn như tìm ra cách tốt nhất để đưa tế bào vào, tăng khả năng hợp nhất tế bào và đảm bảo các tế bào hợp nhất có thể hoạt động bình thường.
Vai trò của sự hợp nhất tế bào ở thực vậtMặc dù sự hợp nhất của các tế bào thực vật ít xảy ra hơn, nhưng nó vẫn xảy ra trong một số trường hợp nhất định. Tế bào thực vật được bao quanh bởi thành tế bào, vì vậy trước khi hợp nhất, thành tế bào sẽ thay đổi, trở nên mỏng hơn hoặc hình thành các cấu trúc cầu nối để tạo điều kiện cho sự hợp nhất.
Sự hợp nhất tế bào đã trở thành một trong những chủ đề nóng trong nghiên cứu ung thư trong những năm gần đây. Khi nhiều loại tế bào biệt hóa hợp nhất, các tế bào đa bội có thể được tạo ra. Cấu tạo di truyền của các tế bào này không ổn định, có thể dẫn đến sự phát triển của ung thư. Ngoài ra, quá trình di căn của tế bào ung thư còn liên quan chặt chẽ đến quá trình hợp nhất tế bào, giúp tế bào ung thư có khả năng di chuyển mạnh hơn và thúc đẩy sự lây lan của ung thư.
Sự hợp nhất tế bào cũng được quan sát thấy ở nấm, amip và một số vi khuẩn. Trong chu kỳ sinh dục của nấm, các tế bào chia sẻ tế bào chất bằng cách hợp nhất, tạo thành hợp bào chung. Ở vi khuẩn, sự hợp nhất này có thể bao gồm các hành vi tình dục phức tạp hơn, chẳng hạn như sự hợp nhất giao tử tự phát.
Sự hợp nhất tế bào có nhiều ứng dụng trong nghiên cứu khoa học cơ bản, bao gồm các nghiên cứu về kiểm soát sự phân chia tế bào và biểu hiện gen, nghiên cứu về quá trình chuyển đổi ác tính, sao chép virus và sản xuất kháng thể đơn dòng. Những nghiên cứu này chứng minh tầm quan trọng của sự hợp nhất tế bào trong việc khám phá cách thức hoạt động của sự sống.
Khi công nghệ tiến bộ, tiềm năng tương lai của quá trình hợp nhất tế bào sẽ thay đổi bộ mặt của nghiên cứu y học và sinh học như thế nào?