En biologie du développement, les scientifiques utilisent différents termes pour décrire différents processus de développement. Différenciation cellulaire et le processus de morphogenèse sont des termes faisant référence à deux processus différents de développement.
Pour définir la morphogenèse et la différenciation cellulaire, il est utile d'étudier des exemples de chacune.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
La différenciation et la morphogenèse représentent deux termes différents qui traitent du développement des organismes biologiques. La différenciation fait référence à la façon dont les cellules se spécialisent, tandis que la morphogenèse fait référence au développement des formes d'organismes vivants.
Définition de la morphogenèse
le processus de morphogenèse fait référence au développement des formes dans les organismes vivants. Cela fait référence à la forme, la taille et la connectivité des formes en développement.
Les scientifiques utilisent les mathématiques pour aider à déterminer les changements de taux de croissance qui affectent les formes en développement d'un organisme. Ces changements de formes peuvent couvrir à la fois le développement individuel et le développement évolutif d'une espèce à l'autre. Compte tenu de la vaste possibilité de nombre de formes pouvant être formées dans un organisme, il est logique que des contraintes telles que le temps, la pression et l'espace jouent un rôle dans la morphogenèse.
La morphogenèse cellulaire fait référence à la taille, la forme, la position et le nombre de cellules.
Exemples de morphogenèse
Lorsqu'on cherche à définir la morphogenèse, il est utile d'utiliser un exemple de morphogenèse. Un tel exemple de morphogenèse serait la croissance des plantes et la façon dont les nouvelles plantes changent de forme pour être droites, torsadées ou ramifiées.
Chez l'homme, les intestins fournissent un exemple de morphogenèse. La manière dont les intestins humains se tordent et se replient pour s'adapter à l'intérieur du corps est une façon de penser la morphogenèse dans le développement.
Le cerveau humain donne un exemple remarquable de morphogenèse du fait de ses « rides » ou plis. Chez un fœtus humain, le cerveau est relativement lisse. Mais au cours d'un développement sain, le pliage résulte de l'espace géométrique dans lequel le cerveau se développe. Un autre exemple de morphogenèse est celui de la ramification dans le rein humain.
Des recherches récentes cherchent à comprendre comment les gènes affectent la géométrie et les formes changeantes dans les organismes biologiques.
Qu'est-ce que la différenciation ?
En plus du processus de morphogenèse, différenciation est un terme couramment utilisé en biologie cellulaire et du développement. Différenciation cellulaire fait référence au processus par lequel les cellules se spécialisent en différents types avec différentes fonctions. Contrairement au processus de morphogenèse, la différenciation se produit au niveau cellulaire et est contrôlée par des facteurs de transcription.
Les tissus ont besoin d'une banque de cellules souches pour fournir une sauvegarde en cas de perte de cellule. Facteurs de transcription sont des protéines qui ont des instructions ou des instructions sur la façon dont les cellules souches doivent continuer à être développées. Les cellules souches produiront un ensemble de cellules filles (ou cellules progénitrices) qui peuvent se différencier pour former un tissu particulier, et un autre ensemble de cellules filles qui maintient le pool de cellules souches.
Un exemple de différenciation
Dans le corps humain, les cellules sont constamment appelées à se différencier en cellules spécialisées avec des fonctions uniques. Un tel exemple est la cellule basale pulmonaire. Cette cellule peut se différencier pour devenir une cellule sécrétoire tapissant le tissu pulmonaire.
Les facteurs de transcription contribuent à rendre cette différenciation possible. Dans le cas de la cellule basale pulmonaire, le facteur de transcription "grainyhead-like 2" trie le processus que la cellule prendra pour devenir ciliée.
Les cellules peuvent se différencier en de nombreux autres types de cellules, telles que cardiomyocytes (cellules cardiaques), neurones, myocytes squelettiques, etc.
Implications pour la médecine
La différenciation cellulaire et le processus de morphogenèse jouent tous deux un rôle important dans le développement des organismes. Les scientifiques espèrent mieux comprendre ces deux disciplines pour aider à fournir nouveaux traitements médicaux.
Une nouvelle voie de recherche consiste à découvrir comment les gènes codent pour la géométrie, ouvrant ainsi une meilleure compréhension de l'origine de la morphogenèse. Cela impliquera une approche multidisciplinaire par des biologistes, des physiciens et des mathématiciens.
Concernant la différenciation cellulaire en cellules spécialisées, les scientifiques espèrent découvrir comment orienter la différenciation cellulaire afin de lutter contre les maladies liées à des types cellulaires spécifiques. La maladie de Huntington en est un exemple.
Un autre exemple majeur est celui de thérapie par cellules souches pour le cancer et d'autres maladies. Les chercheurs espèrent diriger la différenciation cellulaire sans avoir besoin de donneurs de moelle osseuse. La dégénérescence maculaire de l'œil représente un autre cas dans lequel les cellules épithéliales pigmentées de la rétine pourraient proliférer in vitro pour remplacer celles perdues chez les patients vieillissants.
Il est possible de diriger la différenciation cellulaire en laboratoire. Espérons qu'en apprenant à contrôler ce processus, les chercheurs pourront sauver et améliorer des vies.