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I bioscientists di guide del sistema del riso imparano come le celle ectoderm cominciano a differenziarsi

Durante lo sviluppo embrionale, l'intero sistema nervoso, l'interfaccia e gli organi sensoriali emergono da una singola lamiera sottile delle celle conosciute come il ectoderm. Mentre ci sono stati estesi studi di come questa lamiera sottile forma tutti questi derivati, non è stato possibile studiare il trattamento in esseri umani - finora.

Il bioscientist Aryeh Warmflash del riso, il dottorando George Britton ed i loro colleghi hanno creato un sistema in cui tutti tipi importanti delle cellule di ectoderm sono formati in una capsula di Petri in un reticolo simile a quello veduto in embrioni.

Questa tecnica, in base a gestire la geometria delle colonie di cellula staminale con la microscala modella, le ha aiutate per fare l'analisi più completa eppure delle vie di segnalazione che determinano il modello di ectoderm umano.

“Ci sono molto pochi segnali che possibili l'embrione usa per generare l'ampia varietà di tipi delle cellule che sorgono,„ Britton ha detto. “Vogliamo capire la sincronizzazione di questi segnali e come le celle li interpretano a tempo generare questa varietà.„

Il loro studio è stato pubblicato come articolo evidenziato in via di sviluppo, che egualmente ha pubblicato una lunga intervista con i ricercatori.

Ha rivelato che il bilanciamento fra due vie di segnalazione, BMP e Wnt, è entrambe il critico e perfino un bit adattabile come orchestrano il modello nel ectoderm. La logica impiegano infine determina le celle ectodermiche ai loro destini, ma la ricerca ha mostrato che possono catturare più di una strada per arrivare.

Britton ha detto che le lastre grosse micropatterned e una migliore comprensione di come le vie di segnalazione funzionano lascile manipolare le colonie di cellula staminale per formare i reticoli insoliti all'inizio, ma infine sono sembrato sempre convergere allo stesso luogo. “Che abbiamo trovato le traiettorie differenti dei segnali che sono arrivato allo stesso reticolo,„ lui abbiamo detto.

Quello ha suggerito il sistema da cui le cellule staminali si trasformano in in neuroni, celle neurali della cresta, placodes neurogeni e le celle dell'epidermide è abbastanza robuste.

“Molta gente è interessata nella rete di fattore di trascrizione che dirige l'emergenza neurale della cresta, in modo da questo è un sistema potente per dividere i segnali che contribuiscono a quella logica,„ Britton ha detto. “Che era una cosa riteniamo che abbiamo contribuito al campo.

“C'è egualmente l'idea che celle che hanno la capacità di interpretare i livelli relativi di BMP e di Wnt per comprendere la decisione appropriata di destino,„ ha detto. “Nell'embrione, celle stanno muovendo intorno abbastanza un bit in uno spazio in cui i segnali ed i leganti che sono esposti a egualmente stanno muovendo intorno. Potrebbe essere che le celle stanno leggendo i livelli relativi per determinare un determinato destino.„

I ricercatori hanno osservato che l'attività relativa del BMP e della segnalazione di Wnt determina le decisioni delle cellule per stare bene alla cresta neurale o alle celle placodal, mentre del BMP iniziati e comandi da solo la dimensione del ectoderm di superficie, tutta in circa i primi quattro giorni.

“I quattro giorni è circa la destra nel senso che le celle stanno cominciando prendere le decisioni: 'Sto andando essere una cella placodal, sto andando essere una cella neurale della cresta, sto andando essere destino neurale e sto andando ad un destino epidermico,„ Britton ha detto.

“Vediamo che approssimativamente un giorno o due dopo il trattamento del BMP. Ma è duro mettere una barretta sopra se questi sono i reticoli definitivi,„ che ha detto. “Dovremmo fare un'osservazione più attenta per assicurarci che quelle celle placodal non cambiassero alle celle neurali della cresta, o vice versa. Quello ci fornirà le informazioni come questi stirpi e destini si sistemano in un reticolo definitivo, forse di giorno su 6 o su 7."

Ha detto che gli studi futuri più ulteriormente raffineranno la loro comprensione di come i reticoli di segnalazione funzionano come pure di come lo sviluppo di tutti gli strati germinativi collabora.

Finora, gli studi sulle cellule staminali umane che si differenziano ai destini ectodermici erano principalmente circa come convincere tutte le celle nella vostra capsula di Petri a trasformarsi in in un tipo particolare delle cellule; per esempio, come rendere un piatto pieno dei neuroni. Siamo interessati in una domanda differente: Come le celle interagiscono a vicenda per fare i reticoli dei destini differenti delle cellule? Il sistema abbiamo messo a punto fa questo esterno l'embrione e che sta permettendo che noi cominciassimo ad affrontare questo problema.

Bioscientist che Aryeh Warmflash del riso

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