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Nature子刊:RNA引導機制驅(qū)動細胞命運

時間:2024/5/14閱讀:142
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摘要:胚胎發(fā)育的早期階段包含了許多生命的奧秘。解開這些謎團可以幫助我們更好地理解早期發(fā)育和出生缺陷,并幫助開發(fā)新的再生醫(yī)學治療方法。
胚胎發(fā)育的早期階段包含了許多生命的奧秘。解開這些謎團可以幫助我們更好地理解早期發(fā)育和出生缺陷,并幫助開發(fā)新的再生醫(yī)學治療方法。
莫納什大學澳大利亞再生醫(yī)學研究所(ARMI)的研究人員利用強大而創(chuàng)新的成像技術(shù)描述了哺乳動物胚胎發(fā)育的關(guān)鍵時刻,他們的研究成果發(fā)表在《自然通訊》上。
研究人員利用創(chuàng)新成像技術(shù)描述了哺乳動物胚胎發(fā)育的關(guān)鍵時刻
圖1 研究人員利用創(chuàng)新成像技術(shù)描述了哺乳動物胚胎發(fā)育的關(guān)鍵時刻
研究員Jennifer Zenker博士解釋說:“在胚胎發(fā)生的幾天內(nèi),當胚胎變成16個細胞時,胚胎必須做出第一個艱難的決定——哪些細胞會產(chǎn)生胚胎,哪些細胞會成為胚胎外組織,例如胎盤。"
在這項研究中,研究小組發(fā)現(xiàn)了如何通過捕獲早期胚胎單細胞的內(nèi)部組織來促進這一決策過程。
“核糖核酸(RNA)在這里起著關(guān)鍵作用。在16個細胞階段,RNA的不同亞型,稱為rnas, mrna和trna,被分類到細胞的兩端,稱為頂側(cè)和基側(cè)。RNA亞型的分布決定了下一代胚胎細胞的形態(tài),"Zenker博士說。
活的16細胞期小鼠胚胎外細胞中頂端至基礎(chǔ)RNA梯度
圖2 活的16細胞期小鼠胚胎外細胞中頂端至基礎(chǔ)RNA梯度
有趣的是,雖然大多數(shù)mrna和trna仍然停留在頂端,但大多數(shù)rRNA分子搭便車到被稱為溶酶體的細胞器底部。盡管保留較少的總RNA含量,但外部16細胞階段細胞的頂端側(cè)包含完整的RNA集合和蛋白質(zhì)生產(chǎn)所需的其他因子。
然而,密集的基側(cè)主要被rnas占據(jù)。子細胞獲得頂端側(cè)更活躍的蛋白質(zhì)工廠,更容易轉(zhuǎn)化并專門化成未來的胎盤。子細胞保留了成為成年生物體的任何類型細胞的潛力,稱為多能性,接受較少的翻譯活性的rRNA。
植入前小鼠胚胎中亞細胞異質(zhì)性的示意圖
圖3 植入前小鼠胚胎中亞細胞異質(zhì)性的示意圖
這個決定和許多類似的決定,被稱為細胞命運,在發(fā)育過程中很重要,因為它決定了這些早期細胞如何形成最終的細胞類型,如皮膚細胞、心肌細胞和腦細胞。對于再生醫(yī)學來說,能夠協(xié)調(diào)細胞命運開啟了為許多疾病和病癥產(chǎn)生新的基于干細胞的治療方法的能力。
“就像在現(xiàn)實生活中一樣,細胞可以通過早期組織來影響自己未來的方向。我們的研究可能為預測和指導細胞命運決定開辟了新的途徑。"Zenker博士說。
參考資料:
[1] Apicobasal RNA asymmetries regulate cell fate in the early mouse embryo

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