Nasıl "iş seçilir"? Cell de bu konuyu önemsiyor
Vücudumuz 200'den fazla farklı hücre türünden oluşur. Farklı mesleklerdeki insanlar gibi, hücrelerin de farklı sorumlulukları vardır. Örneğin, kalbin kasılması ve pompalanmasından kardiyomiyositler, sinir sinyallerinin iletilmesinden sinir hücreleri ve insülin salgılanmasından pankreas adacık hücreleri sorumludur.
Aslında, döllenmiş bir yumurtanın 200'den fazla farklı hücre türüne bölünmesinden, hücreler ayrıca bir "kariyer seçimi" sürecinden geçmiştir. Bu sürecin "hücre kaderi farklılaşması" adı verilen uygun bir terimi vardır.
Şekil 1 Kök hücrelerin kendini yenileme, uzmanlaşma ve farklılaşması
İlk önce embriyonik gelişim süreçlerini anlayalım. Embriyonik gelişimin döllenmiş yumurtadan başladığını biliyoruz. Döllenmiş yumurta bir hücredir ve hücre bölünmesine "bölünme" adı verilir. Döllenen yumurtanın ilk bölünmesinden sonra 2 hücreli, ikinci bölünme 4 hücreli olur ... 8 hücreli bölünme 16-32 hücre olunca dut olur Aynı "embriyo". Hücreler bölünmeye devam ettikçe, embriyo yerleşmeye başlar ve yavaş yavaş yeni bir küçük yaşam büyür.
Peki bu süreçte hücreler "kariyerlerini" ne zaman seçebilirler? Nasıl "seçim yaparlar"?
Araştırma ne kadar derin olursa, "kariyer seçmek" için hücre bulma zamanı o kadar yakın olur
Memeli embriyonik gelişiminde hücre "kariyer seçimi" süreci olan ilk hücre kaderini belirleme anlayışı, fareleri örnek alıyor ve üç aşamadan geçti.
İlk aşamada, "iç ve dış model" 1967'de önerildi. Blastosist boşluğunun ortaya çıkmasından sonra, embriyonik hücrelerin, ilk kader kararına yol açan net bir iç ve dış dağılıma sahip olduğuna inanılıyordu.
İkinci aşamada, 1981 yılında "polarizasyon modeli" önerildi. 8 hücreli evrenin sıkıştırılmasının embriyonun dış yüzeyinde yoğun bir hücre zarı oluşturduğuna inanılıyordu.Hücre bölünmesi ilerledikçe, yoğun hücre zarı yavru hücrelerde değişen derecelerde görünecektir. Kalıtım, hücre kaderinin ilk farklılaşmasına yol açar.
Üçüncü aşamada, 2007'den bu yana, 4 hücreli aşamadaki farklı blastomerler arasında, histon modifikasyon düzeyindeki farklılıklar, yani ilk hücre kaderi belirleme gibi moleküler farklılıkların ortaya çıktığını giderek daha fazla kanıt göstermiştir. 4 hücreli aşamada meydana gelir (Şekil 2). Keşfedilen ilk moleküllerden biri, histon H3'ün 26. pozisyonunda arginin metilasyon modifikasyonunu (H3R26me) katalize edebilen bir enzim olan CARM1 olarak adlandırılır.
Şekil 2 Fare embriyonik gelişiminde ilk hücre kaderi belirlemesinin bilişsel gelişimi
Hücre "kariyer seçimini" kim etkiliyor? gen
Genler, hücrelerin tüm eylemlerini kontrol eder ve bu, elbette "kariyer seçimi" sürecini de içerir. Bir hücrede, birlikte genom adı verilen on binlerce gen vardır.Genomdaki her genin kendine özgü bir işlevi vardır.Farklı genleri açmak, hücreye farklı işlevler verecektir.
"İş seçimi" süreci, hücrelerin hangi genleri açacaklarını seçtiği süreçtir. Hücre sonunda kalp işleviyle ilgili genleri açmayı seçerse, bu hücre sonunda bir kalp hücresi haline gelecektir.
Memeli hücrelerinin genleri histonlarla sarılır, böylece histonlar genlerin açılıp kapanmadığını kontrol edebilir. H3R26me modifikasyonu genleri açabilir ve CARM1, H3R26me modifikasyonu oluşturarak belirli "kariyer" genlerini etkinleştirir, böylece hücrenin "kariyer" sürecini etkiler. Memeli embriyonik gelişiminin erken evresinde, önemli "kariyer seçimi" genleri Nanog ve benzerlerini içerir.
Yeni araştırma: hücrenin "kariyer" zamanı 2 hücreli aşamadadır
Bilim adamları, yüksek verimli sıralamanın geliştirilmesiyle birlikte, genellikle farelerin 2 hücreli aşamasında iki blastomer arasında bir fark olduğuna inanmaktadır.
Çin Bilimler Akademisi Zooloji Enstitüsü'nün Zhou Qi laboratuvarı ve Li Wei laboratuvarı, yeniden programlama ve erken embriyo gelişimi araştırmalarıyla uğraşmaktadırlar.Yeniden programlama mekanizması, hücre pluripotensinin doğası ve ilk hücre kaderi farklılaşmasının mekanizması hakkında merakla doludurlar.
Yakın zamanda yapılan bir çalışmada, farelerin 2 hücreli gelişimi için gerekli olan "LincGET" adlı kodlamayan uzun bir RNA'nın farelerin 2 ve 4 hücreli aşamalarındaki blastomerler arasında olmadığını buldular. Eşit olarak dağıtılmış.
Şekil 3 LincGET, farelerin 2- ve 4 hücreli aşamalarında blastomerler arasında eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır.
Ardından, mikroenjeksiyon yoluyla "LincGET" denen adam üzerinde daha fazla araştırma yaptılar.
Sonuçlar, LincGET'in aşırı ekspresyonunun, yavru hücrelerin embriyoya girme eğiliminde olmasına, yani iç hücre kütlesinin kaderini seçmesine neden olabileceğini gösterdi. Ek olarak, LincGET'in aşırı eksprese edilmesi CARM1'e müdahale ettiğinde, yavru hücreler artık iç hücre kütlesinin kaderine yönelmedi, bu da LincGET'in iç hücre kütlesinin kaderini düzenlemesinin CARM1'e bağlı olma eğiliminde olduğunu gösterir (Şekil 4).
Şekil 4 LincGET'in aşırı ekspresyonu, blastomeri iç hücre kütlesinin kaderine doğru eğimli hale getirebilir.
Araştırmacılar ayrıca, daha fazla LincGET'e sahip hücrelerin, genomda daha fazla H3R26me modifikasyonu yaratacağını, özellikle de iç hücre kütlesinin kaderi ile ilgili bazı "kariyer" genlerinin, örneğin yer değiştirebilir diziler ve Nanog gibi, açacağını keşfettiler. Böylece iç hücre kütlesinin kader eğilimini teşvik eder (Şekil 5).
Şekil 5 Kader eğilimini düzenleyen LincGET mekanizma modeli
Çalışma, farelerde erken embriyonik gelişimin ilk hücresinin kaderi 2 hücreli aşamada belirlediğini ve anahtar molekülün bu endojen retrovirüs "LincGET" ile ilişkili uzun kodlamayan RNA olduğunu gösterdi.
Erken embriyolar en yüksek pluripotensin temsilcileridir Hücre "kariyer seçimi" sürecinin araştırılması, insanlara erken embriyoları daha derinlemesine anlamalarını sağlayacak ve daha yüksek pluripotent ve hatta pluripotent kök hücrelerin oluşturulması için yeni teorik referanslar sağlayacaktır. Kök hücre ile ilgili teknolojilerin geliştirilmesini teşvik edin ve kök hücre tedavisini kliniğe tanıtın.
