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Les bioscientists d'aides de système de riz apprennent comment les cellules ectoderm commencent à différencier

Pendant le développement embryonnaire, le système nerveux entier, la peau et les organes sensoriels apparaissent d'une feuille unique de cellules connues sous le nom d'ectoderm. Tandis qu'il y a eu des vastes études de la façon dont cette feuille forme tous ces dérivés, il n'a pas été possible d'étudier le procédé chez l'homme - jusqu'ici.

Le bioscientist Aryeh Warmflash de riz, l'étudiant de troisième cycle George Britton et leurs collègues ont produit un système dans lequel tous les types importants de cellules d'ectoderm sont formés dans une boîte de Pétri dans une configuration assimilée à cela vue dans les embryons.

Cette technique, basée sur régler la géométrie des colonies cellulaires de cellule souche avec la micro-échelle modèle, les a aidées pour effectuer la plupart d'analyse globale pourtant des voies de signalisation qui pilotent la structuration d'ectoderm humain.

« Il y a très peu de signes possibles que l'embryon emploie pour produire de la large variété de types de cellules qui surgissent, » Britton a dit. « Nous voulons comprendre le calage de ces signes et comment les cellules les interprètent à temps de produire de cette variété. »

Leur étude était publiée comme article mis en valeur à l'étude, qui aussi publié une entrevue prolongée avec les chercheurs.

Elle a indiqué que le reste entre deux voies de signalisation, véhicule blindé amphibie soviétique d'infanterie et Wnt, sont les deux critique, et même un morceau capable de s'adapter comme ils orchestrent la structuration dans l'ectoderm. La logique qu'ils utilisent pilote éventuel les cellules ectodermiques à leurs destins, mais la recherche a montré qu'elles peuvent prendre plus d'une route pour y arriver.

Britton a dit que les plaques micropatterned et une meilleure compréhension de la façon dont les voies de signalisation fonctionnent laissez-les manipuler des colonies cellulaires de cellule souche pour former les configurations exceptionnelles au début, mais éventuel elles ont toujours semblé converger au même lieu. « Nous avons trouvé différentes trajectoires des signes qui ont obtenu à la même configuration, » il avons dit.

Cela a proposé le système par lequel les cellules souche deviennent des neurones, cellules de crête neurale, placodes neurogènes et les cellules d'épiderme est assez robuste.

« Beaucoup de gens sont intéressés par le réseau de facteur de transcription qui dirige l'émergence de crête neurale, ainsi c'est un système puissant pour disséquer les signes qui contribuent à cette logique, » Britton a dit. « Qui était une chose nous nous sentons que nous avons contribué à l'inducteur.

« Il y a également l'idée que les cellules qui ont la capacité d'interpréter les niveaux relatifs du véhicule blindé amphibie soviétique d'infanterie et du Wnt pour comporter la décision appropriée de destin, » il a dit. « L'embryon, cellules déménagent autour bien un morceau dans un espace où les signes et les ligands qu'ils sont exposés à déménagent également autour. Il pourrait être que les cellules affichent les niveaux relatifs pour déterminer un certain destin. »

Les chercheurs ont observé que l'activité relative du véhicule blindé amphibie soviétique d'infanterie et de la signalisation de Wnt détermine les décisions des cellules pour aller bien à la crête neurale ou aux cellules placodal, tandis que seul de véhicule blindé amphibie soviétique d'infanterie des initiés et des contrôles la taille de l'ectoderm extérieur, toute dans environ les quatre premiers jours.

« Quatre jours est environ juste dans le sens que les cellules commencent à prendre des décisions : 'Je vais être une cellule placodal, je vais être une cellule de crête neurale, je vais être destin neural et je vais à un destin épidermique, » Britton a dit.

« Nous voyons qu'environ un jour ou deux après demande de règlement de véhicule blindé amphibie soviétique d'infanterie. Mais il est difficile de mettre un doigt en circuit si ce sont les configurations finales, » qu'il a dit. « Nous devrions faire une observation plus attentive pour nous assurer que ces cellules placodal ne changent pas en des cellules de crête neurale, ou vice versa. Cela nous fournira l'information sur la façon dont ces lignées et destins arrangent dans une configuration finale, peut-être par le jour 6 ou 7."

Il a dit que les futures études raffineront davantage leur compréhension de la façon dont les configurations de signalisation fonctionnent, ainsi que de la façon dont le développement de toutes les couches de germe collaborent.

Jusqu'ici, les études des cellules souche humaines différenciant aux destins ectodermiques étaient en grande partie au sujet de la façon obliger toutes les cellules dans votre boîte de Pétri à devenir un type particulier de cellules ; par exemple, comment rendre une assiette pleine des neurones. Nous sommes intéressés par une question différente : Comment les cellules agissent-elles l'un sur l'autre les uns avec les autres pour effectuer des configurations de différents destins de cellules ? Le système que nous avons développé fait cet extérieur l'embryon et nous permet de commencer à aborder cette question.

Bioscientist Aryeh Warmflash de riz

Source:
Journal reference:

Britton, G. et al. (2019) A novel self-organizing embryonic stem cell system reveals signaling logic underlying the patterning of human ectoderm. Development. doi.org/10.1242/dev.179093