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Los bioscientists de las ayudas del sistema del arroz aprenden cómo las células ectodermas comienzan a distinguir

Durante el revelado embrionario, el sistema nervioso entero, la piel y los órganos sensoriales emergen de una única hoja de las células conocidas como el ectodermo. Mientras que ha habido estudios extensos de cómo esta hoja forma todos estos derivados, no ha sido posible estudiar el proceso en seres humanos - hasta ahora.

El bioscientist Aryeh Warmflash del arroz, el estudiante de tercer ciclo George Britton y sus colegas han creado un sistema en el cual todos los tipos importantes de la célula de ectodermo se forman en un plato de cultura en una configuración similar a ésa considerada en embriones.

Esta técnica, sobre la base de controlar la geometría de las colonias de célula madre con microescala modela, les ha ayudado para hacer el análisis más completo con todo de los caminos de la transmisión de señales que impulsan modelar de ectodermo humano.

“Hay muy pocas señales posibles que el embrión utiliza para generar la gran variedad de tipos de la célula que se presenten,” Britton dijo. “Queremos entender la sincronización de estas señales y cómo las células las interpretan a tiempo para generar esta variedad.”

Su estudio fue publicado como artículo destacado en el revelado, que también publicó una entrevista muy larga con los investigadores.

Reveló que el equilibrio entre dos caminos de transmisión de señales, BMP y Wnt, es ambo crítico, e incluso una broca adaptable como orquestran modelar en el ectodermo. La lógica que emplean impulsa final las células ectodérmicas a sus destinos, pero la investigación mostró que pueden tomar más de un camino para conseguir allí.

Britton dijo que las placas micropatterned y una mejor comprensión de cómo los caminos de la transmisión de señales trabajan permítalos manipular a colonias de célula madre para formar configuraciones inusuales al principio, pero parecían final siempre converger en el mismo lugar. “Encontramos diversas trayectorias de las señales que llegaron la misma configuración,” él dijimos.

Eso sugirió el sistema por el cual las células madres hacen neuronas, células de los nervios de la cresta, placodes neurogénicos y las células de la epidermis son bastante robustas.

“Mucha gente está interesada en la red del factor de la transcripción que dirige la aparición de los nervios de la cresta, así que esto es un sistema potente para disecar las señales que contribuyen a esa lógica,” Britton dijo. “Que era una cosa aserramos al hilo que contribuimos al campo.

“Hay también la idea que las células que tienen la capacidad de interpretar niveles relativos de BMP y de Wnt para incorporar la decisión apropiada del destino,” él dijo. “En el embrión, células están moviendo alrededor muy una broca en un espacio adonde las señales y los ligands que se exponen a también se están moviendo alrededor. Puede ser que sea que las células están leyendo los niveles relativos para determinar cierto destino.”

Los investigadores observaron que la actividad relativa del BMP y de la transmisión de señales de Wnt determina las decisiones de las células para convertirse en cresta de los nervios o células placodal, mientras que del BMP los iniciados y los mandos solamente la talla del ectodermo superficial, toda en más o menos de los primeros cuatro días.

“Cuatro días son alrededor a la derecha en el sentido que las células están comenzando a tomar decisiones: 'Voy a ser una célula placodal, voy a ser una célula de los nervios de la cresta, voy a ser destino de los nervios y voy a un destino epidérmico,” Britton dijo.

“Vemos que aproximadamente un día o dos después del tratamiento del BMP. Pero es duro poner un dedo conectado si éstas son las configuraciones finales,” que él dijo. “Tendríamos que hacer una observación más cuidadosa para asegurarnos de que esas células placodal no cambian a las células de los nervios de la cresta, o vice versa. Eso nos dará la información sobre cómo estos linajes y destinos establecen en una configuración final, quizá por el día 6 o 7."

Él dijo que los estudios futuros refinarán más lejos su comprensión de cómo las configuraciones de transmisión de señales trabajan, así como de cómo colabora el revelado de todas las capas de germen.

Hasta ahora, los estudios de las células madres humanas que distinguían a los destinos ectodérmicos estaban sobre todo sobre cómo conseguir todas las células en su plato de cultura para convertirse en un tipo determinado de la célula; por ejemplo, cómo hacer un plato completo de neuronas. Estamos interesados en una diversa pregunta: ¿Cómo las células obran recíprocamente con uno a para hacer las configuraciones de diversos destinos de la célula? El sistema que desarrollamos hace este exterior el embrión y está permitiendo que comenzáramos a abordar esta pregunta.

Bioscientist Aryeh Warmflash del 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