Nature子刊：RNA引導(dǎo)機制驅(qū)動細胞命運

來源：上?；菡\生物科技有限公司 2024年05月14日 13:57

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(xué)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(xué)治療方法。

莫納什大學(xué)澳大利亞再生醫(yī)學(xué)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。

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?！?/div>

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。

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。

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(xué)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(yù)測和指導(dǎo)細胞命運決定開辟了新的途徑?！盳enker博士說。

參考資料：

[1] Apicobasal RNA asymmetries regulate cell fate in the early mouse embryo

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