سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPS) یکی از مهم‌ترین ابزارها در تحقیقات زیست‌پزشکی مدرن محسوب می‌شوند. برای ایجاد سلول‌های بنیادی کارآمدتر نیاز به انتقال یک نوع سلول، مانند سلول‌های پوست، به سلولی بدون برنامه‌ریزی است که پتانسیل بالقوه‌ای برای تبدیل شدن به تقریباً هر نوع سلول دیگری در بدن را داشته باشد. از این سلول‌ها می‌توان برای درمان انواعی از بیماری‌ها استفاده کرد.
روش‌های فعلی برای القای پرتوانی بسیار ناکارآمد هستند چراکه در یک دسته ۱۰۰تایی از سلول‌های آماده برای برنامه‌ریزی مجدد، تنها پنج سلول و یا بیشتر، به طور کامل منتقل می‌شوند. این مطالعه قادر است کارایی این سلول‌ها را بهبود بخشد.
این روش ترکیبی از رویکردهای آزمایشگاهی و محاسباتی است که منجر به انجام بهتر پرتوانی، فرایند سریع‌تر و درک بهتری از چگونگی برنامه‌ریزی مجدد سلول‌ها از نوعی به نوع دیگر به عنوان مثال، تبدیل یک سلول پوست به سلول قلبی، می‌شود. به گفته یکی از نویسندگان این مطالعه، سلول‌ها با برنامه‌ریزی مجدد، مجبور نیستند این کار را به صورت مرحله‌ای انجام دهند.
پیش از این دانشمندان بر این باور بودند که گام‌های خاصی به ترتیب باید در طی روند برنامه‌ریزی مجدد رخ دهد که بر اساس اندازه‌گیری‌های بیان ژن در سراسر جمعیت سلول‌ها در بخش‌های مختلف زمانی بود که منجر به پروفایل‌های بیان متوسط برای کل گروه می‌شد. آن‌ها تصور می‌کردند برای اینکه یک سلول به طور موفق مجدداً برنامه‌ریزی شود، ژن‌هایی که برای عملکردهای خاص یک سلول تمایزیافته (پوست) کد شده‌اند، باید قبل از اینکه محققان توانایی آن‌ها را برای تبدیل شدن به نوع جدید سلول (قلب) فعال کنند، سرکوب و یا خاموش شوند.
زمانی که ،Rupa Sridharan، رهبر این مطالعه، شروع به بررسی سلول‌های واحد در یک زمان با روش شناخته‌شده‌ای به نام scRNA-seq کرد، تیم تحقیقاتی وی دریافتند که سلول‌های فردی می‌توانند ویژگی‌های پرتوانی را بدون خاموش کردن ویژگی‌های تمایزی آن‌ها فعال کنند. scRNA-seq انقلابی در زیست‌شناسی است و فرصت‌های زیادی را برای به دست آوردن نگرش دقیق در شبکه‌های تنظیم ژنی باز می‌کند.
این نوع نگرش به محققان اجازه می‌دهد تفاوت‌های در حال ظهور بین سلول‌های فردی را کشف کنند. این ابزار را می‌توان برای پرسش‌های زیستی مشابه، از قبیل درک چگونگی تبدیل سلول‌های عملکردی به سلول‌های توموری نیز اعمال کرد. به گفته Sridharan، سلول‌هایی که می‌توانند پرتوانی را بدون خاموش کردن ویژگی‌های تمایزی فعال کنند، ممکن است داوطلبان خوبی برای تکمیل فرایند انتقال باشند. تمرکز بر چنین سلول‌هایی می‌تواند راهی برای کارامدتر کردن آن‌ها نیز باشد.
آزمایشگاه وی در حال حاضر موفق به استفاده از داروهایی شده است که بر موانع موجود برای برنامه‌ریزی مجدد به واسطه تعدیل سیگنالینگ و سایر روش‌های تنظیم ژن غلبه کنند. این داروها شامل کوکتل جدیدی از مولکول‌های کوچک می‌شوند که قادرند از نقطه شروع چرخه سلولی در سلول‌های iPS پرش کنند و به آن‌ها کمک کنند تا سریع‌تر به سرنوشت‌های جدید خود دست یابند که می‌تواند میزان موفقیت را به حدود ۴۰ درصد افزایش داده و بازه زمانی القای پرتوانی را کاهش دهد.
افزودن مولکول‌هایی که ویژگی‌های تمایز را به طورکاهشی تنظیم می‌کنند، می‌تواند کارایی را بالا ببرد. تعیین اپی ژنوم در سطح تک سلول به محققان اجازه خواهد داد تا مشخص کنند کدام ژن‌ها آماده تغییر بیان حتی قبل از شروع بیان نیز هستند.
