Forskere på Johns Hopkins har afdækket det molekylære fundament for en af de tidligste trin i menneskets udvikling ved hjælp af menneskelige embryonale stamceller.
Deres identifikation af en kritisk signal medieret af protein BMP-4, der driver differentieringen af stamceller til det, bliver moderkagen, vil blive offentliggjort i april nummeret af Cell Stem Cell.
Konstateringen af, siger de, fremhæver også et aspekt af menneskelig celle biologi, der ikke er blevet kopieret i andre animalske modelsystemer. Og er næsten umuligt at bruge andet end humane embryonale stamceller til at indsamle oplysninger af denne art.
En af grundene til den spænding, efterforskerne sige, er, at systemet kan give en forsknings-model til at studere meget tidligt menneskelig udvikling, herunder dannelsen af moderkagen, der udvikler sig fra den samme tidlige foster.
"Det resultat blev serendipitous og på samme tid en meget vigtig tilføjelse til vores forståelse af tidlig menneskelig udvikling," siger Linzhao Cheng, Ph.D., en lektor i gynækologi og obstetrik og co-leder af stamceller program Johns Hopkins Institut for Cell Engineering. "Dette er et område af stamceller biologi, hvor menneskerettighederne og mus adskille sig væsentligt, og vi aldrig ville have opdaget det, hvis vi havde begrænset vores studier til kun at bruge musen embryonale stamceller. Voksen menneskelige stamceller bare ikke arbejde for dette. "
Forskerholdet afdækket deres fund i indsatsen for at studere en sjælden humant blod lidelse forårsaget af mutationer i et gen kaldet svine-A. Ifølge Cheng, er en god model til at studere sygdommen ikke eksisterer som manipulerede mus uden genet enten dø før fødslen, eller ikke reproducere symptomerne fundet i patienter.
Så ved hjælp af en konventionel genteknologi værktøj, forskerne har forsøgt i årevis-bogstaveligt talt-til knock out PIG-A i voksne stamceller, uden held. Derefter vendte sig banke ud PIG-A i humane embryonale stamceller.
"Kun med humane embryonale stamceller kunne vi vokse ud af sjældne celler manipuleret til at manglen PIG-A," siger Cheng. Resultatet var væksten af to humane embryonale stamcellelinjer, der mangler PIG-A, og derfor ikke indeholder nogen proteiner kaldet glycosylphosphatidylinositol (GPI) anker proteiner på cellens overflade. GPI anker proteiner vedhæfte mange forskellige typer af proteiner involveret i celle kommunikation til en celles yderside. Uden visse GPI proteiner, kan cellerne ikke fungere korrekt.