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Os bioscientists das ajudas do sistema do arroz aprendem como as pilhas ectodermes começam a se diferenciar

Durante a revelação embrionária, o sistema nervoso inteiro, a pele e os órgãos sensoriais emergem de uma única folha das pilhas conhecidas como o ectoderme. Quando houver uns estudos extensivos de como esta folha forma todos estes derivados, não foi possível estudar o processo nos seres humanos - até aqui.

O bioscientist Aryeh Warmflash do arroz, o aluno diplomado George Britton e seus colegas criaram um sistema em que todos os tipos principais da pilha de ectoderme são formados em um prato de cultura em um teste padrão similar àquele considerado nos embriões.

Esta técnica, com base em controlar a geometria de colônias de célula estaminal com microscale modela, ajudou-as a fazer a análise a mais detalhada contudo dos caminhos da sinalização que conduzem a modelação de ectoderme humano.

“Há muito poucos sinais que possíveis o embrião se usa para gerar a grande variedade de tipos da pilha que elevaram,” Britton disse. “Nós queremos compreender o sincronismo destes sinais e como as pilhas os interpretam a tempo para gerar esta variedade.”

Seu estudo foi publicado como um artigo destacado durante o processo de desenvolvimento, que igualmente publicou uma entrevista longa com os pesquisadores.

Revelou que o balanço entre dois caminhos de sinalização, BMP e Wnt, é ambo o crítico, e mesmo um bit adaptável como orquestram a modelação no ectoderme. A lógica que empregam conduz finalmente pilhas ectodérmicas a seus destinos, mas a pesquisa mostrou que podem tomar mais de uma estrada para obter lá.

Britton disse que as placas micropatterned e uma compreensão melhor de como os caminhos da sinalização trabalham os deixe manipular colônias de célula estaminal para formar no início testes padrões incomuns, mas finalmente pareceram sempre convirgir no mesmo lugar. “Nós encontramos trajectórias diferentes dos sinais que chegaram no mesmo teste padrão,” ele dissemos.

Isso sugeriu o sistema por que as células estaminais se transformam neurônios, pilhas neurais da crista, placodes neurogenic e as pilhas da epiderme são consideravelmente robustas.

“Muitos povos estão interessados na rede do factor da transcrição que dirige a emergência neural da crista, assim que este é um sistema poderoso para dissecar os sinais que contribuem a essa lógica,” Britton disse. “Que era uma coisa nós sentimos que nós contribuímos ao campo.

“Há igualmente a ideia que as pilhas que têm a capacidade para interpretar níveis relativos de BMP e de Wnt para incorporar a decisão apropriada do destino,” disse. “No embrião, pilhas estão movendo ao redor bastante um bit em um espaço aonde os sinais e as ligantes que são expor a igualmente se estejam ao redor. Podido-se ser que as pilhas estão lendo os níveis relativos para determinar um determinado destino.”

Os pesquisadores observaram que a actividade relativa do BMP e da sinalização de Wnt determina as decisões das pilhas se transformar crista neural ou pilhas placodal, quando do BMP novatos e controles apenas o tamanho do ectoderme de superfície, tudo dentro de cerca dos primeiros quatro dias.

“Quatro dias são aproximadamente certo no sentido que as pilhas estão começando fazer decisões: 'Eu estou indo ser uma pilha placodal, eu estou indo ser uma pilha neural da crista, eu estou indo ser destino neural e eu estou indo a um destino epidérmico,” Britton disse.

“Nós vemos que aproximadamente um dia ou dois após o tratamento do BMP. Mas é duro pôr um dedo sobre se estes são os testes padrões finais,” que disse. “Nós teríamos que fazer uma observação mais cuidadosa para certificar-se que aquelas pilhas placodal não mudam às pilhas neurais da crista, ou vice versa. Isso dar-nos-á a informação em como estes linhagens e destinos se estabelecem em um teste padrão final, talvez no dia 6 ou 7."

Disse que os estudos futuros refinarão mais sua compreensão de como os testes padrões de sinalização trabalham, assim como de como a revelação de todas as camadas de germe colabora.

Até aqui, os estudos das células estaminais humanas que diferenciam-se aos destinos ectodérmicos eram na maior parte sobre como conseguir todas as pilhas em seu prato de cultura transformar-se um tipo particular da pilha; por exemplo, como fazer um prato completo dos neurônios. Nós estamos interessados em uma pergunta diferente: Como as pilhas interagem um com o otro para fazer testes padrões de destinos diferentes da pilha? O sistema que nós desenvolvemos faz esta parte externa o embrião e está permitindo que nós começassem a abordar esta pergunta.

Bioscientist Aryeh Warmflash do arroz

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