Исследователи из EMBL в Гейдельберге и из Падуанского университета Школы медицины создали первое полное описание развития зародыша, учет каждая клетка зародыша. Этот виртуальный эмбриона поможет ответить на вопрос, как различные типы клеток в организме могут происходить от одной яйцеклетки. Результаты будут опубликованы 20 апреля в журнале Cell.
«Как много различных типов клеток в организме, образующихся в процессе эмбрионального развития из яйца, которое является только одной клетки? Это один из самых основных вопросов в биологии», — объясняет д-р Пьер Неве, руководитель группы по EMBL в Гейдельберге, с изложением обоснования исследований он и его группа выполнили в сотрудничестве с группой д-р Ларс Hufnagel.
При ответе на этот вопрос необходимо понимать, как многоклеточных организмов, форма, изучение механизмов развития, движущих этот клеточный диверсификации в одной клетки, генома, и все-эмбриона уровне является сложной задачей. «Мы до сих пор не хватало общего понимания программ экспрессии генов. Эти проинструктировать отдельных клеток, чтобы сформировать различные типы клеток, необходимые для построения эмбриона», — объясняет д-р Ханна Sladitschek, первый автор исследования — бывший постдок в EMBL в Гейдельберге и сейчас в Падуанском университете в Школе медицины. Несмотря на последние достижения в данной области, полное представление эмбрионального развития, учет каждой клетке в пространстве и времени, не достигнута до сих пор.
Исследователи ЭМБЛ удалось решить эту проблему путем создания «виртуального» эмбриона из mammillata Phallusia — тип морских организмов известны как моря брызги, который находится в Средиземном море и Атлантическом океане. Этот вид был выбран в качестве модели системы, поскольку она связана с позвоночными и каждый человек имеет одинаковое количество ячеек, что делает его легче сочетать наблюдения из многих образцов.
Этот виртуальный эмбриона описывает экспрессии генов и морфологии каждой клетке эмбриона при каждом делении клеток на начальных этапах развития, — показывая эволюции от одной клетки на 64-клеточной стадии. После этих первых семи подразделений клетки, судьбы будущих нервных тяжей, мозг, половые клетки, клетки крови прекурсоров, и мышцы уже указаны. Это делает его первое полное описание раннего развития бухгалтерского учета для каждой отдельной клетки в эмбрионе. Он описывает, как генная экспрессия-как генетическая информация клетки выражена и появляется … и пространственное положение. Для создания этого комплексного атласа, исследователи в сочетании с высоким разрешением одноклеточные транскриптомика и легких-лист визуализации.
«Наша модель показывает, что это возможно, чтобы знать расположение и история отдельных клеток путем анализа его экспрессии генов», — говорит Неве. «Кроме того, мы видим, что при регуляции экспрессии генов является очень точным в эмбрион, различия в сроках развития объяснить наблюдаемые различия между отдельными эмбрионов.»
Экспрессия генов считается, что шумный процесс-другими словами, тот, который показывает элемент случайности, но новые результаты показывают, что это удивительно воспроизводимые и скоординированных по клеткам в заданном эмбриона. «Как такая координация достигнута? Как выглядит эмбрион координации между двух зеркально-симметричных половинок эмбриона?» — говорит Неве, подчеркнув ряд новых вопросов, на которые ученые хотели бы получить ответ.
«Наши исследования представляют собой шаг вперед в развивающейся области геномики развития», — говорит Hufnagel. «Теперь, когда мы работали с организма с небольшим количеством клеток, это, конечно, интересно, чтобы продлить нашу работу до млекопитающих, которые имеют много больше клеток!»
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!