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追踪干细胞发育的轨迹

2019-04-18 11:22 作者: 来源: 本站 浏览: 513 次 我要评论追踪干细胞发育的轨迹已关闭评论 字号:

摘要: 胚胎干细胞具有变成任何身材细胞类型的潜能,其命运是由基因,结合DNA的蛋白质和润饰这些基因与蛋白质的分子之间复杂的互相感化所决定。 在揭橥于9月13日《细胞》(Cell)杂志上的一篇新研究论文中,来自麻省理工学院和加州年夜学旧金山分校的生物学家们概述了这些互相...

胚胎干细胞具有变成任何身材细胞类型的潜能,其命运是由基因,结合DNA的蛋白质和润饰这些基因与蛋白质的分子之间复杂的互相感化所决定。

在揭橥于9月13日《细胞》(Cell)杂志上的一篇新研究论文中,来自麻省理工学院和加州年夜学旧金山分校的生物学家们概述了这些互相感化是若何指导干细胞发育形成成熟的心脏细胞的。该研究初次详尽地追踪了随时光心脏细胞的分化,有可能赞助科学家们更好地懂得特异的突变是若何导致先本性心脏缺点的,它还有可能赞助测验测验构建出人工心脏组织。

“我们欲望可以或许从我们的研究中收集到一些信息,将赞助我们获得对心脏发育的新熟习,并使得有可能应用培养皿中生成的细胞来调换因为衰老和疾病而丧掉的心脏细胞,”论文的资深作者、麻省理工学院生物学副传授Laurie Boyer说,蛋白质工程展是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究,获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息,在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造,通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统,这个生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物,甚至可以是细胞系统。

Boyer实验室侧重研究了不合细胞类型中DNA是若何组织和调控产生构成人体的多种细胞的。

在细胞内,DNA环绕纠缠着组蛋白,赞助控制特准时光哪些基因可以接近。组蛋白可能标记上不合的化学润饰,从而影响了特异的dna片段是裸露或是隐藏。

论文的重要作者、Boyer 实验室博士后Joe Wamstad 说:“这些润饰导致的构造性改变可以作为其他因子结合的停泊位点。它有可能使得DNA加倍轻易或不轻易为其他因子所把持,有助于确保你不会在缺点的时光表达某个基因。”

在这篇论文中,研究人员发明当干细胞分化时组蛋白润饰模式产生了快速的改变。此外,这些模式还揭示了在不合阶段处于活性状况的基因,以及控制这些基因的调控元件。

追踪发育

为了发明这些模式,研究人员在培养皿中培养了小鼠胚胎干细胞,并用驱动心脏细胞发育的蛋白质和发展因子来处理这些细胞。从胚胎干细胞到完全分化的心肌细胞,这些细胞可经由过程四个不合的阶段进行追踪。在每一个阶段,研究人员采取了高通量测序技巧分析了组蛋白润饰,发酵装备展我国的发酵工业有着悠久的历史,勤劳智慧的中国人民在多年的生产实践中对发酵工业作出了重大贡献。特别是近几年,发酵工业创造了许多新工艺,新设备,正在努力向科学技术进军,使发酵工厂装备出现了一个崭新的面貌。,肯定了哪些基因正在表达。

“根本上是在培养皿中随时光不雅察分化,经由过程拍摄快照,并将它们全部放到一路测验测验懂得了心脏定型复杂过程的调控机制,”Boyer说。

研究人员发明他们可以经由过程比较基因的润饰模式以及它们是否在特异时光获得转录来肯定具有相干功能的基因群。他们还肯定了远离调控基因的调控区域。个中很多的区域定位在早年被认为是“垃圾”的DNA区域中。近期的研究揭示很多如许的DNA实际上在调控基因表达中起重要感化。

“我们正开端将基因与有可能激活它们的调控元件连接起来,并开端绘制控制和驱动这些心脏特异性法度榜样的分子线路图。这些DNA元件对于开启你生成心脏细胞所须要的所有基因至关重要,&rdquo,生物医药发酵技术展一种高新技术,是70年代初伴随着DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用而诞生的。三十多年来,生物制药技术的飞速发展为医疗业、制药业的发展开辟了广阔的前景,极大地改善了人们的生活。因此,世界各国都把生物制药确定为21世纪科技发展的关键技术和新兴产业。;Wamstad说。

研究小组还肯定了似乎在调控区域协同感化驱动心脏发育重要的基因转录的转录因子。个中很多的转录因子缺点以前证实与先本性心脏缺点相接洽关系。

连接疾病与DNA

以往的全基因组测序研究揭示了一些在先本性心脏病或心血管疾病患者中更为常见的遗传变异。该研究获得的数据应当可赞助研究人员找出这些变异导致那些疾病的原因。

哈佛年夜学医学院医学传授、哈佛年夜学干细胞研究所成员Richard Lee说研究成果还可能赞助研究人员找出若何生成供可能的治疗用处的心脏细胞。

Lee说:“新研究供给了心脏细胞发育过程的一个线路图,是一个重年夜的成果。它证实心脏细胞是经由过程调和的基因表达改变而形成的,并揭示了这些改变的控制机制。该研究将赞助我们懂得若何生成新的心脏细胞,这一向是治疗心脏衰竭的一个重年夜的挑衅。”

研究人员现正寻找介入控制心脏分化的其他转录因子组合。他们还在研究他们发明的调控序列中的变异以找到这些序列有可能导致先本性心脏病或生命晚期心血管疾病易感性的机制。

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