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Nature胚胎发育研讨重建人体发育时刻

放大字体  缩小字体 2020-04-08 09:46:57 作者:医学科普顾事浏览次数:746  

原标题:Nature胚胎发育研讨:重建人体发育时刻

京都大学(Kyoto University)的研讨人员运用诱导多能干细胞(iPSC)重构了人体“分节时钟segmentation clock”,这是胚胎发育研讨的要点。

这一效果发布在4月1日的Nature杂志上。

从受精卵的第一个部分开端,一个杂乱的蛋白质和基因网络相互效果,构建构成了咱们器官的细胞形式。就像钟摆相同,每个摇摆和脉冲都需求细心对齐,坚持构成生命的节奏。

可是,人类前期发育还有许多未解之谜,一个要害原因是缺少能够仿制这些杂乱生物进程的试验模型。

京都大学研讨小组负责人Cantas Alev解说说:“例如,在人类受精后约20天,即发作了所谓的‘体节发作(Somitogenesis)’的进程。这是胚胎发育出‘somites’的显着节段,确认身体的根本分段形式的时分。” “ Somites终究有助于椎骨和肋骨的构成。”

体节的出现是由“分节时钟”决议的,这个时钟也便是操控和辅导somites的遗传振动器。虽然科学家们已经在小鼠,鸡和斑马鱼中研讨了分节时钟基因及其在发育中的效果,但对人体中它的效果仍然一窍不通。

处理这样的一个问题的一种办法便是运用干细胞重建时钟。在Nature杂志上宣布的论文中,京都大学的研讨团队运用人体iPS细胞构成“前体中胚层”,即Somites的前体细胞。

“咱们从仿照前期发育进程中活泼的信号通路开端。运用在胚胎学中的常识,成功地产生了前体中胚层(PSM)及其子孙的培育物,” Alev说道, “研讨有节奏的形式表达的基因不只标明它们振动了五个小时,并且还提醒了咱们寻觅的分节时钟的新遗传成分。”

除了简略的基因振动,研讨小组还仿制了分节时钟的第二个标志,即表达“波”。然后,他们运用基因修改技能评价了与脊柱变形有关的要害基因的功用。

果然如此,这些基因的骤变极大地改变了分节时钟的每个方面,包含同步和振动。之后研讨人员进一步从患有上述遗传缺点的患者体内获得了iPS细胞,确认了所触及的骤变,并进行了纠正。

这项研讨标明,iPS细胞能够用于论述人类胚胎发育和其他杂乱生物进程的每个方面。

“像许多发育生物学家相同,我着迷于胚胎和胚胎发育。人体经过分外的简略的初始结构构成杂乱的器官和安排,这令人震惊。我期望重建和剖析胚胎发育的许多其他方面,扩展咱们的研讨规模。”

参考文献

Recapitulating the Human Segmentation Clock with Pluripotent Stem Cells

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