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Le cellule staminali embrionali commettono sorprendente presto a specializzazione

Il punto quando le cellule staminali embrionali umane irreversibilmente commettono ad essere specializzate è stato identificato dai ricercatori all'istituto del torcicollo di Francis.

La nostra cronologia biologica può essere rintracciata di nuovo ad un piccolo gruppo di celle chiamate cellule staminali embrionali, che attraverso divisione cellulare, provocano le celle che si specializzano per eseguire un ruolo specifico nell'organismo - un trattamento conosciuto come differenziazione.

La comprensione quando e come le cellule staminali embrionali si specializzano fornisce le comprensioni in differenziazione sana e come celle si ricorda„ che tipo di cella sono. Questo trattamento può andare male nel cancro, quando le celle dimenticano„ la loro identità e si trasformano il tipo sbagliato.

Come componente della ricerca, pubblicata in cellula staminale delle cellule, gli scienziati del torcicollo hanno trovato che le cellule staminali embrionali si differenziano inatteso presto, irreversibilmente commettendo per trasformarsi in ciascuno del più di 200 che la cella digita dentro l'organismo.

Hanno mostrato che questo era come conseguenza di piccolo gruppo recentemente identificato di geni che diventano attivato, che hanno nominato “geni di presto-impegno„.

Lavorando con le cellule staminali ed i modelli matematici, abbiamo identificato una nuova classe di geni che sono responsabili della regolamentazione dell'una delle fasi più iniziali dello sviluppo umano.

Una volta che questi geni sono attivati, è una questione di minuti prima che le celle completamente commettano a differenziazione. La velocità di questa è incredibilmente sorprendente, particolarmente se considerate come i primi segni di differenziazione, che sia l'embrione che sviluppa i primi strati germinativi embrionali, presa i circa tre giorni. Questi livelli infine provocano più successivamente tutti i tessuti nelle settimane crescenti del feto.„

Silvia Santos, autore e guida del gruppo nel laboratorio di biologia cellulare quantitativo al torcicollo

I ricercatori messi a fuoco su un gene di presto-impegno, chiamato GATA3. Quando questo gene è stato attivato sperimentalmente in laboratorio, le cellule staminali embrionali hanno commesso rapidamente a differenziazione. D'altra parte, quando questo gene è stato cancellato, questo trattamento era lento e non abbastanza giusto.

“GATA3 è determinante per la differenziazione sana e tempestiva delle cellule staminali. Una volta che ha acceso, grilletti di questo gene un ciclo di feedback positivo, che guide attivo di soggiorno. A sua volta, questo assicura che le celle rimangano differenziate e non inverte di nuovo ad uno stato della cellula staminale,„ dice Alexandra Gunne-Braden, l'autore del co-cavo e il postdoc nel laboratorio di biologia cellulare quantitativo al torcicollo.

Questa ricerca ha usato le cellule staminali catturate dagli embrioni donati dalla gente che subisce IVF. Gli embrioni donati non erano necessari nel corso del loro trattamento di fertilità ed altrimenti si sarebbero distrutti.

“Quando le cellule staminali embrionali commettono a specializzazione è un fondamento ma finora, la domanda senza risposta,„ continua la silvia Santos.

“È importante noi capisce più circa questo, poichè la funzione sana delle celle è sostenuta tramite il trattamento di come le celle acquistano e ricordano la loro identità nella fase di differenziazione. Questa visione apprezzata dello sviluppo umano iniziale potrebbe aprire i nuovi viali per ricerca sulle malattie che accadono quando questo trattamento va male.„

Source:
Journal reference:

Gunne-Braden, A., et al. (2020) GATA3 Mediates a Fast, Irreversible Commitment to BMP4-Driven Differentiation in Human Embryonic Stem Cells. Cell Stem Cell. doi.org/10.1016/j.stem.2020.03.005.