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Nature子刊：RNA引導(dǎo)機(jī)制驅(qū)動(dòng)細(xì)胞命運(yùn)
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(tuán)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(tuán)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(qiáng)大而創(chuàng)新的成像技術(shù)描述了哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)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(dòng)物胚胎發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)刻
研究員Jennifer Zenker博士解釋說:“在胚胎發(fā)生的幾天內(nèi)，當(dāng)胚胎變成16個(gè)細(xì)胞時(shí)，胚胎必須做出第一個(gè)艱難的決定——哪些細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生胚胎，哪些細(xì)胞會(huì)成為胚胎外組織，例如胎盤?！?/div>
圖2 活的16細(xì)胞期小鼠胚胎外細(xì)胞中頂端至基礎(chǔ)RNA梯度
圖3 植入前小鼠胚胎中亞細(xì)胞異質(zhì)性的示意圖
在這項(xiàng)研究中，研究小組發(fā)現(xiàn)了如何通過捕獲早期胚胎單細(xì)胞的內(nèi)部組織來促進(jìn)這一決策過程。
“核糖核酸(RNA)在這里起著關(guān)鍵作用。在16個(gè)細(xì)胞階段，RNA的不同亞型，稱為rnas, mrna和trna，被分類到細(xì)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(xì)胞的形態(tài)，”Zenker博士說。
圖2 活的16細(xì)胞期小鼠胚胎外細(xì)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(xì)胞器底部。盡管保留較少的總RNA含量，但外部16細(xì)胞階段細(xì)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(xì)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(xì)胞保留了成為成年生物體的任何類型細(xì)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(xì)胞異質(zhì)性的示意圖
這個(gè)決定和許多類似的決定，被稱為細(xì)胞命運(yùn)，在發(fā)育過程中很重要，因?yàn)樗鼪Q定了這些早期細(xì)胞如何形成最終的細(xì)胞類型，如皮膚細(xì)胞、心肌細(xì)胞和腦細(xì)胞。對(duì)于再生醫(yī)學(xué)來說，能夠協(xié)調(diào)細(xì)胞命運(yùn)開啟了為許多疾病和病癥產(chǎn)生新的基于干細(xì)胞的治療方法的能力。
“就像在現(xiàn)實(shí)生活中一樣，細(xì)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(xì)胞命運(yùn)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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