L'étude neuve pourrait changer notre compréhension de la façon dont les cellules souche différencient

Une étude neuve pilote aboutie par des biologistes d'Université de l'état de Floride pourrait principalement changer notre compréhension de la façon dont les cellules souche embryonnaires différencient dans les types spécifiques de cellules.

La recherche, aujourd'hui publié dans la cellule souche de tourillon enregistre, met en question des décennies d'accord scientifique au sujet du comportement des cellules souche embryonnaires en tant qu'eux le passage à l'endoderme, un type de la cellule chez les embryons animaux qui provoque le digestif et les appareils respiratoires.

David M. Gilbert, professeur discerné par Taylor de J. Herbert de biologie moléculaire dans le service de FSU des sciences biologiques, a dit que l'étude retourne des notions bien établies de quand les cellules souche embryonnaires dressent une carte leurs cours immuables vers une lignée fixe d'endoderme -- dans ce cas, leur destin éventuel en tant que cellules digestives ou respiratoires spécifiques.

Cet article conteste la supposition de longue date que les cellules souche embryonnaires demeurent tout à fait en plastique et malléables pendant les parties de l'engagement de cellules. Nous prouvons que les cellules souche embryonnaires humaines peuvent commettre irréversiblement aux lignées d'endoderme -- cellules de foie et de pancréas, par exemple -- très rapidement. »

David M. Gilbert, professeur de la biologie moléculaire, service des sciences biologiques, FSU

Les découvertes représentent un chapitre neuf dans l'étude de la différenciation de cellule souche embryonnaire, un inducteur qui pourrait être principal aux scientifiques de aide et les cliniciens débloquent des traitements améliorés pour une gamme des maladies.

Utilisant un protocole sophistiqué développé par l'entreprise régénératrice basée sur Diego ViaCyte de médicament de San, Gilbert et ses collaborateurs ont exposé un groupe des cellules souche embryonnaires aux conditions de culture conçues pour pousser les cellules dans l'étape définitive d'endoderme, une voie rapide au développement spécialisé de cellules. L'équipe alors est rapidement retournée les cellules à un bain des facteurs de demande de règlement conçus pour les remettre à une condition embryonnaire.

Basé sur des études précédentes, les chercheurs ont présumé qu'elle prendrait des jours dans la culture d'endoderme, ou au moins un plein cycle de division cellulaire, pour que les cellules commettent à une piste de développement.

« En fait, nous avons trouvé cela après seulement l'exposition de quelques heures au cocktail d'endoderme -- une fraction d'un cycle de division cellulaire -- les cellules pourraient être retournées au cocktail de cellule souche et continuer à passer par la même suite d'expression du gène change en tant que cellules de contrôle qui sont demeuré dans le cocktail d'endoderme. »

En d'autres termes, après que remarquablement un court imbibe dans la culture d'endoderme, les cellules avaient commis à passage intégral à un programme cellulaire spécifique.

« Avant les expériences rapportées ici, il n'y avait aucune attente que l'engagement tôt de lignée de cellule souche serait si rapide et irréversible, » Gilbert et ses co-auteurs ont écrit en leur papier.

Ce n'était pas la seule supposition retranchée contestée par l'étude de l'équipe. Les scientifiques ont longtemps pensé l'organisme 3D des chromosomes au noyau pour être particulièrement rigide et attentivement joint au calage de réplication -- la commande dans laquelle des segments d'ADN sont copiés devant la division cellulaire. On l'a pensé que la seule voie de modifier que l'architecture était de fissurer ouvert un noyau des cellules quand ses chromosomes étaient livrés à ses cellules de descendant.

Il s'avère ces suppositions a pu avoir été aussi bien égaré.

« Nous prouvons que l'architecture de chromosome peut être transformée localement et rapidement sans démonter le noyau entier de cellules -- apparenté à changer l'échafaudage d'une construction sans la démolir -- ce qui était tout à fait inattendu, » Gilbert a dit. « Nous prouvons également que ces changements d'architecture de chromosome se produisent dynamiquement et immédiatement sur la stimulation des cellules souche pour devenir endoderme. Être ceci qui trouve explique que la réplication et l'architecture ne vont pas toujours de pair, elles peut ce que nous appelons « désaccouplé. «  »

Le calage delinking de réplication du travail des chercheurs de l'architecture et de l'apparence de chromosome la capacité de transformer chirurgicalement que l'architecture pourrait aider à raffiner la compréhension des scientifiques du comportement embryonnaire de cellule souche. Avec la découverte que l'engagement de lignée de cellule souche se produit plus rapidement et irréversiblement que prévu, Gilbert a dit les questions critiques d'augmenter de découvertes au sujet de la nature fondamentale des cellules souche et des barrages à transformer une cellule en des des autres.

Si les chercheurs peuvent armer ces analyses neuf acquises, ils pourraient commencer à se démêler les mystères de la façon dont et de pourquoi les cellules souche commettent à leurs pistes de développement et pourquoi il est particulièrement difficile reprogrammer certaines cellules.

Cette information a pu aviser la création de neuf, des puissants outils pour combattre la maladie et pour apaiser la douleur humaine.

« Le fait que de grands changements de l'organisme de génome et de leur commande temporelle de réplication peuvent être transformés tellement facilement, et que ceci est marqué avec l'engagement irréversible tellement rapidement dans un système de culture cellulaire dans le laboratoire, signifie que nous pourrions pouvoir employer ce système pour atteindre les mécanismes qui représentent l'engagement irréversible, » Gilbert a dit. « Nous n'avons jamais anticipé cela -- nous nous sommes attendus à ce que l'engagement irréversible prenne beaucoup plus le travail, temps et frais. »

Source:
Journal reference:

Dileep, V. et al. (2019) Rapid Irreversible Transcriptional Reprogramming in Human Stem Cells Accompanied by Discordance between Replication Timing and Chromatin Compartment. Stem Cell Reports. doi.org/10.1016/j.stemcr.2019.05.021