Informacija

Ląstelių diferenciacija neidentiškomis kopijomis

Ląstelių diferenciacija neidentiškomis kopijomis


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Iš esmės yra du būdai, kaip dvi ląstelės, turinčios tą pačią motininę ląstelę, gali diferencijuotis / specializuotis / skirtis:

  1. Nes jos nėra tobulos identiškos kopijos (= skirtingos vidinis įtakojantys veiksniai). Turiu omenyje ne „neidentišką DNR lygiu“, o kitų ląstelių komponentų lygmeniu!

  2. Nes jie susiduria su skirtingais išorės įtakos veiksniai (cheminiai, mechaniniai).

Ar galima pasakyti, kuri iš šių dviejų ląstelių diferenciacijos priežasčių yra dažnesnė, dažnesnė, resp. "svarbu"? O gal tai visiškai priklauso nuo (motinos) ląstelės ir kai kurių bendrų aplinkybių?

Jei vidiniai veiksniai (= netapačios kopijos) yra svarbus diferenciacijos šaltinis, turiu du (neprivalomus) klausimus:

  1. Kaip motininei ląstelei pavyksta suskilti į dvi neidentiškas kopijas gana tiksliai ir deterministiniu būdu? O gal užtenka bet kokios asimetrijos?

  2. Kuri yra pirmoji ląstelė (pradedant zigota), kuri suskyla į dvi neidentiškas ląsteles, pakankamai skirtingas, kad galėtų diferencijuotis? (Iš šio atsakymo, manau, sužinojau, kad tai gali įvykti jau po 1–4 padalijimo.)


„Quora“ radau dalinį atsakymą į savo ir šį klausimą:

Kas reguliuoja pradinę ląstelių diferenciaciją?

Ianas Driver sako:

Daugelyje organizmų pradinėje ląstelėje yra mRNR (arba baltymas), padalytas vienoje zigotos pusėje. Viena dukterinė ląstelė paveldi didžiąją dalį mRNR arba baltymų ir aktyvuoja arba slopina genus toje ląstelėje, bet ne kitoje. Tai buvo vizualizuota ir gerai ištirta C. elegans: Asimetriškas ląstelių dalijimasis ir ašies formavimasis embrione.


Šis klausimas kažkaip blogas. Yra bendrų vidinių įtakos veiksnių, nesusijusių su netinkama replikacija, dažniausiai:

Metilinimas. Metilo grupių pridėjimas prie DNR regionų slopina RNR transkripciją iš tos srities.

Įspaudas. Negaliu tiksliai prisiminti, kaip tai veikia, bet tai dar vienas genų įjungimo / išjungimo mechanizmas.

Histonų struktūra (įvyniojimas/išvyniojimas). Mažai tikėtina, kad DNR, sandariai susukta aplink histonus, bus transkribuota.

Išoriniai įtakos veiksniai yra ląstelių signalizacija, substrato aptikimas ir didelio masto endokrininės sistemos signalizacija. Svarbiausi yra augimo faktoriai ir augimo inhibitoriai (kurie leidžia ląstelėms žinoti, ar joms reikia greitai daugintis (attaisyti žalą/didelį augimą) arba sulėtinti replikaciją (perpildymas). Kiti išoriniai veiksniai gali būti medžiagų apykaita (paveikti gamina šiuos virškinimo fermentus). prie šių maisto produktų) arba endokrininės sistemos signalizacijos.

Laimei, neidentiškos kopijos DNR lygiu (mutacija) yra gana retos praktikoje, ypač tarp aukštesnės eilės rūšių, kurių gyvenimo trukmė ilgesnė.


Įamžintos žmogaus mezenchiminės stromos ląstelių linijos generavimas ir apibūdinimas

Žmogaus mezenchiminės stromos ląstelės (hMSC) turi didelį klinikinio ir eksperimentinio naudojimo potencialą dėl jų gebėjimo atsinaujinti ir diferencijuotis į kelias mezenchimines linijas. Tačiau pirminių hMSC kultūrų trūkumai yra ribota gyvenimo trukmė in vitro ir kintamos skirtingų donorų ląstelių savybės ir laikui bėgant kultūroje. Šiame straipsnyje aprašome telomerazės įamžintos, iš žmogaus kaulų čiulpų nesukeltos vėžinės kilmės stromos mezenchiminių ląstelių linijos generavimą ir išsamų jos apibūdinimą po ilgalaikio kultivavimo (iki 155 populiacijos padvigubėjimo). Gauta ląstelių linija, iMSC#3, išlaikė į fibroblastus panašų fenotipą, panašų į ankstyvą pirminių hMSC perėjimą, ir neparodė didelių skirtumų nuo hMSC paviršiaus žymenų ekspresijos atžvilgiu. Be to, iMSC#3 turėjo normalų kariotipą, o didelės skiriamosios gebos masyvo lyginamoji genomo hibridizacija patvirtino normalų kopijų skaičių. Įamžintų ir pirminių hMSC genų ekspresijos profiliai taip pat buvo panašūs, o atitinkami DNR metilinimo profiliai buvo įvairesni. Ląstelės taip pat turėjo proliferacijos charakteristikas, panašias į pirminius hMSC, ir išlaikė gebėjimą diferencijuotis į osteoblastus ir adipocitus. Išsamus mRNR ir mikroRNR transkriptų apibūdinimas adipocitų diferenciacijos metu taip pat parodė, kad iMSC # 3 apibendrina šį procesą molekuliniu lygiu. Apibendrinant galima pasakyti, kad įamžintos mezenchiminės ląstelės yra vertinga modelių sistema, kuri gali būti naudojama kandidatų genų ir jų vaidmens diferenciacijoje ar onkogeninėje transformacijoje tyrimams bei pagrindiniams mezenchiminės biologijos tyrimams.

Figūros

Morfologijos analizė, proliferacijos greitis,…

Morfologijos, proliferacijos greičio, paviršiaus žymenų ir negimdinės ekspresijos analizė TERT .…

Genomo masto genų ekspresijos analizė...

IMSC#3 ir pirminių hMSC genomo masto genų ekspresijos ir DNR metilinimo analizė.…

iMSC#3 osteoblastų diferenciacija. (A)…

iMSC#3 osteoblastų diferenciacija. (A) iMSC#3 ląstelės buvo diferencijuotos 28 dienas prieš…

iMSC#3 adipocitų diferenciacija. (A)…

iMSC#3 adipocitų diferenciacija. (A) iMSC#3 ląstelės buvo diferencijuotos 21 dieną prieš…

Didelio našumo miRNR sekos nustatymas…

Didelio našumo miRNR sekos nustatymas iMSC#3 adipogenezės metu. (A) Dvidešimt penkios didžiausios ir…


Ląstelių diferenciacija neidentiškomis kopijomis – Biologija

1 vienetas: Žmogaus kūno organizavimas 1 2 3 4 5

3. Ląstelių įvairovė ir diferenciacija

Žmogaus kūne yra didžiulis ląstelių kiekis. Tikslus skaičius nežinomas, bet manoma, kad jis yra uždarytas iki 70 milijonų milijonų.

Nors visos mūsų kūno ląstelės turi panašią struktūrą, jos nėra tapačios.

Tarp jų yra skirtumų dėl formos, dydžio, funkcijų ir kt.

Atrodo, kad žmogaus kūne egzistuoja beveik 250 rūšių ląstelių.

Kiekvieno tipo ląstelių charakteristikos priklauso nuo jų funkcijos, audinio, kurį jos sudaro, ir aplinkinių ląstelių.

Kai žmogus vystosi ir auga, ląstelės dalijasi ir didėja jų skaičius. Be to, šios ląstelės keičiasi ir įgauna tam tikras savybes, susijusias su forma, dydžiu, organelėmis ir kt., dėl kurių jos ypač gali atlikti tam tikrą funkciją. Šis procesas vadinamas ląstelių diferenciacija arba specializacija.

SKAITYMO VEIKLA

Perskaitę tekstą, nukopijuokite ir atsakykite į šiuos klausimus tavo užrašų knygelė:

Atminkite: turite sudaryti pilnus sakinius.

3.1. Kokia yra didžiulės ląstelių tipų įvairovės priežastis

žmogaus kūne?

3.2. Ar galima plika akimi pamatyti žmogaus kiaušialąstę?


DNR ir RNR vaidmuo ląstelių diferenciacijoje

Deksoribonukleino rūgštis arba DNR kontroliuoja ląstelių funkcionavimą. Tai taip pat nustato, kokio tipo specializuotos ląstelės bus pagamintos. Kamieninės ląstelės yra ląstelės, galinčios tapti bet kokio tipo specializuotomis kūno ląstelėmis. Kiaušialąstelei ir spermatozoidų ląstelėms susijungus ir pradėjus formuoti naują organizmą, visos DNR kiekvienoje to organizmo ląstelėje bus beveik identiškos. Jei kiekviena DNR dalis kiekvienoje ląstelėje yra tokia pati, kaip ląstelės tampa skirtingų tipų ląstelėmis? Pažvelkime į DNR atidžiau, kad sužinotume.

DNR yra sandariai suvyniota į chromosomas. Skirtingi chromosomos regionai koduoja kiekvieną skirtingą funkciją ir ląstelių tipą. Ne visos chromosomos dalys yra įjungtos arba išreikštos tuo pačiu metu. Kiekvienoje ląstelėje išreiškiami tik tie regionai, kurie reikalingi konkrečiai funkcijai atlikti. Šios sritys dažnai vaizduojamos kaip juostos arba juostelės chromosomos piešinyje. Šios juostos vadinamos genais, o tai, ar genas yra išreikštas, ar ne, priklauso, kokio tipo ląstelė bus sukurta. Pavyzdžiui, nervinėje ląstelėje išreikšti (įjungti) genai skiriasi nuo genų, ekspresuojamų raumenų ląstelėje. Abi ląstelės turi tą pačią DNR, tačiau skirtingų genų ekspresija sukuria skirtingus ląstelių tipus.

Šis procesas, kurio metu informacija iš geno naudojama ląstelės struktūroms sukurti, vadinamas genų ekspresija. Kadangi RNR verčia ir transkribuoja DNR kodą į baltymus (ląstelės struktūras), ji taip pat atlieka ląstelių diferenciacijos vaidmenį.


Nukreiptas reguliuojančių T ląstelių diferencijavimas nuo naivių T ląstelių ir jų uždegimo sukelto nestabilumo prevencija naudojant mažas molekules

E. Hajizadeh-Saffar, Regeneracinės medicinos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Royan kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas.

H. Baharvand, Kamieninių ląstelių ir vystymosi biologijos katedra, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas.

Regeneracinės medicinos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas

Susirašinėti: B. Negahdari, Medicinos biotechnologijų katedra, Pažangiųjų medicinos technologijų mokykla, Teherano medicinos mokslų universitetas, Teheranas, Iranas

E. Hajizadeh-Saffar, Regeneracinės medicinos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas.

H. Baharvand, Kamieninių ląstelių ir vystymosi biologijos katedra, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas.

Kolumbijos transliacinės imunologijos centras, Kolumbijos universiteto gydytojų ir chirurgų koledžo Medicinos skyrius, Niujorkas, NY, JAV

Kamieninių ląstelių ir vystymosi biologijos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas

Regeneracinės medicinos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas

Kamieninių ląstelių ir vystymosi biologijos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas

Raidos biologijos katedra, Mokslo ir kultūros universitetas, Teheranas, Iranas

Korespondencija: B. Negahdari, Medicinos biotechnologijų katedra, Pažangiųjų medicinos technologijų mokykla, Teherano medicinos mokslų universitetas, Teheranas, Iranas

E. Hajizadeh-Saffar, Regeneracinės medicinos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas.

H. Baharvand, Kamieninių ląstelių ir vystymosi biologijos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas.

Medicinos biotechnologijų katedra, Pažangiųjų medicinos technologijų mokykla, Teherano medicinos mokslų universitetas, Teheranas, Iranas

Klinikinės mikrobiologijos tyrimų centras, Ilam medicinos mokslų universitetas, Ilam, Iranas

Medicinos biotechnologijų katedra, Pažangiųjų medicinos technologijų mokykla, Teherano medicinos mokslų universitetas, Teheranas, Iranas

Korespondencija: B. Negahdari, Medicinos biotechnologijų katedra, Pažangiųjų medicinos technologijų mokykla, Teherano medicinos mokslų universitetas, Teheranas, Iranas

E. Hajizadeh-Saffar, Regeneracinės medicinos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas.

H. Baharvand, Kamieninių ląstelių ir vystymosi biologijos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas.

Regeneracinės medicinos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas

Korespondencija: B. Negahdari, Medicinos biotechnologijų katedra, Pažangiųjų medicinos technologijų mokykla, Teherano medicinos mokslų universitetas, Teheranas, Iranas

E. Hajizadeh-Saffar, Regeneracinės medicinos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas.

H. Baharvand, Kamieninių ląstelių ir vystymosi biologijos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas.

Kolumbijos transliacinės imunologijos centras, Kolumbijos universiteto gydytojų ir chirurgų koledžo Medicinos skyrius, Niujorkas, NY, JAV

Kamieninių ląstelių ir vystymosi biologijos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas

Regeneracinės medicinos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas

Kamieninių ląstelių ir vystymosi biologijos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas

Raidos biologijos katedra, Mokslo ir kultūros universitetas, Teheranas, Iranas

Korespondencija: B. Negahdari, Medicinos biotechnologijų katedra, Pažangiųjų medicinos technologijų mokykla, Teherano medicinos mokslų universitetas, Teheranas, Iranas

E. Hajizadeh-Saffar, Regeneracinės medicinos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas.

H. Baharvand, Kamieninių ląstelių ir vystymosi biologijos skyrius, Ląstelių mokslo tyrimų centras, Rojano kamieninių ląstelių biologijos ir technologijos institutas, ACECR, Teheranas, Iranas.

Santrauka

Reguliavimo T (Treg) ląstelių terapija yra daug žadantis metodas imuninės tolerancijos indukcijai esant autoimuninėms sąlygoms ir ląstelių / organų transplantacijai. Nepakankamas izoliacijos kiekis ir priemaišos tolesnių procesų metu ir Treg nestabilumas po įvaikinimo uždegiminėmis sąlygomis yra pagrindiniai T apribojimaireg terapiją ir nurodykite, kaip svarbu ieškoti tinkamo, patikimo metodo de-novo kartos Tregs. Šiame tyrime įvertinome Treg- panašios ląstelės, gautos iš skirtingų Treg diferenciacijos protokolus pagal jų derlingumą, grynumą ir aktyvumą. Diferencijavimas buvo atliktas su naiviomis CD4+ ląstelėmis ir naiviomis CD4+/T ląstelėmisreg kokultūra naudojant tris skirtingus protokolus – negimdinę šakutės dėžutės baltymo P3 (E-FoxP3), tirpaus transformuojančio augimo faktoriaus β (S-TGF) ir mažų molekulių [N-acetilpuromiciną ir SR1555 (N-Ac/SR)] ekspresiją. . Rezultatai parodė, kad didelis homogeninės T populiacijos derliusregpanašias ląsteles galima pasiekti N-Ac/SR metodu, esant T pagalbininko 17 tipo (Th17) poliarizavimo sąlygoms, ypač interleukinui (IL)-6 ir TGF-β, lyginant su E-FoxP3 ir S-TGF. metodus. Keista, bet SR visiškai slopino IL-17 gaminančių ląstelių diferenciaciją ir palengvino Treg kartos uždegiminės būklės ir turėjo labai slopinantį aktyvumą prieš T ląstelių proliferaciją be Treg-specifinio demetilazės regiono (TSDR) demetilinimas. Pirmą kartą, mūsų žiniomis, pranešame apie efektyvaus, gryno T generavimąreg-panašios ląstelės, naudojant mažas molekules in vitro uždegiminės sąlygos. Mūsų rezultatai rodo, kad N-Ac / SR metodas turi keletą pranašumų Treg kartos, palyginti su kitais metodais, įskaitant didesnį T grynumąregs, lengvesnė procedūra, geresnis slopinamasis aktyvumas uždegiminės būklės metu ir mažesnės išlaidos.

S1 pav. Skirtingi šakės galvutės dėžutės baltymo P3 (FoxP3) + ląstelių lygiai skirtingose ​​​​IL-2 koncentracijose. FoxP3 + ląstelių gausa po naivų T ląstelių aktyvinimo 1:3 ląstelėms/granulėms esant 100 ir 200 TV/ml IL-2, analizuota srauto citometrija.

S2 pav. Efektyvios transdukcijos metodo optimizavimas. Siekiant gauti aukštą transdukcijos greitį, buvo atlikta dviguba transdukcija. Skirtingi šakės galvutės dėžutės baltymo P3 (FoxP3) + ląstelių lygiai skirtingose ​​​​IL-2 koncentracijose. FoxP3 + ląstelių gausa po naivų T ląstelių aktyvinimo 1:3 ląstelėms/granulėms esant 100 ir 200 TV/ml IL-2, analizuota srauto citometrija.

S3 pav. Į Treg panašių ląstelių procentų palyginimas E-FoxP3 ir kontrolinėse, kontrolinių vektorių grupėse.

S4 pav. Reguliuojamųjų T (Treg) ląstelių generavimas iš naivių T ląstelių per mažų molekulių derinį. a) reguliuojamojo T (Treg) ląstelių fenotipo procentas, nustatytas srauto citometrija. (b) N-acetilpuromicino ir SR1555 (N-Ac/SR) grupės ir kontrolinės grupės slopinamosios veiklos palyginimas. Įprastos T (Tconv) ląstelės buvo neigiama kontrolė.

S5 pav. Reprezentatyvūs slopinamosios veiklos siužetai.

S6 pav. CD4 + CD25 + FoxP3 + reguliuojamųjų T (Treg) ląstelių generavimas naivių / Treg ląstelių bendros kultūros metu. FoxP3 + ląstelių lygis buvo panašus tirpaus TGF-β (S-TGF) ir N-acetilpuromicino bei SR1555 (N-Ac/SR) grupėse. Mažų molekulių derinys žymiai padidino šakutės dėžutės baltymo P3 (FoxP3) + lygį, palyginti su kontroline grupe.

Atkreipkite dėmesį: leidėjas nėra atsakingas už bet kokios autorių pateiktos pagalbinės informacijos turinį ar funkcionalumą. Visos užklausos (išskyrus trūkstamą turinį) turi būti nukreiptos į atitinkamą straipsnio autorių.


Tiesioginis ir netiesioginis folikulinių T pagalbinių ląstelių diferenciacijos reguliavimas esant uždegimui ir vėžiui

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Immunochina Pharmaceuticals Co., Ltd., Nr. 80, Xingshikou Road, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Valstybinė pagrindinė patogenų ir biologinio saugumo laboratorija, Pekino mikrobiologijos ir epidemiologijos institutas, Nr. 20, East Street, Fengtai rajonas, Pekinas, Kinija

Susirašinėjimas Yujing Bi, Valstybinė pagrindinė patogenų ir biologinio saugumo laboratorija, Pekino mikrobiologijos ir epidemiologijos institutas, Pekinas, 100071, Kinija.

Guangwei Liu, pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Pekinas, 100875, Kinija.

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Susirašinėjimas Yujing Bi, Valstybinė pagrindinė patogenų ir biologinio saugumo laboratorija, Pekino mikrobiologijos ir epidemiologijos institutas, Pekinas, 100071, Kinija.

Guangwei Liu, pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Pekinas, 100875, Kinija.

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Immunochina Pharmaceuticals Co., Ltd., Nr. 80, Xingshikou Road, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Valstybinė pagrindinė patogenų ir biologinio saugumo laboratorija, Pekino mikrobiologijos ir epidemiologijos institutas, Nr. 20, East Street, Fengtai rajonas, Pekinas, Kinija

Susirašinėjimas Yujing Bi, Valstybinė pagrindinė patogenų ir biologinio saugumo laboratorija, Pekino mikrobiologijos ir epidemiologijos institutas, Pekinas, 100071, Kinija.

Guangwei Liu, pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Pekinas, 100875, Kinija.

Pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Nr. 19, Xinjiekouwai gatvė, Haidian rajonas, Pekinas, Kinija

Susirašinėjimas Yujing Bi, Valstybinė pagrindinė patogenų ir biologinio saugumo laboratorija, Pekino mikrobiologijos ir epidemiologijos institutas, Pekinas, 100071, Kinija.

Guangwei Liu, pagrindinė ląstelių dauginimosi ir reguliavimo biologijos laboratorija, Švietimo ministerija, Ląstelių biologijos institutas, Gyvybės mokslų kolegija, Pekino normalus universitetas, Pekinas, 100875, Kinija.

Yejin Cao, Lin Dong, Ying He ir Xuelian Hu vienodai prisidėjo prie šio darbo kaip pirmasis autorius.

Abstraktus

Folikulinės T pagalbinės (Tfh) ląstelės atlieka svarbų vaidmenį palengvindamos B ląstelių diferenciaciją ir sukeldamos antikūnų atsaką sergant humoraliniu imunitetu ir su imunitetu susijusiomis uždegiminėmis ligomis, įskaitant infekcijas, autoimunines ligas ir vėžį. Tačiau Tfh ląstelių diferenciacija daugiausia pasiekiama per savarankišką diferenciacijos reguliavimą ir netiesioginį antigeną pateikiančių ląstelių (APC) reguliavimo mechanizmą. Tiesioginio vidinio naivių CD4 + T ląstelių diferenciacijos į Tfh ląsteles metu Bcl-6, kaip būdingas transkripcijos faktorius, atlieka pagrindinį transkripcijos reguliavimo vaidmenį. APC netiesiogiai skatina Tfh ląstelių diferenciaciją, daugiausia keisdami citokinų sekrecijos mechanizmus. Pakitęs metabolinis signalizavimas taip pat labai svarbus Tfh ląstelių diferenciacijai. Šioje apžvalgoje apibendrinama naujausia pažanga suprantant tiesioginius ir netiesioginius reguliavimo signalus ir Tfh ląstelių diferenciacijos bei funkcijos, susijusios su imunine sistema, metabolinius mechanizmus.


Mitochondrijų funkcijos ir metabolizmo pluripotentinėse kamieninėse ląstelėse peržiūra: kur mes esame neurologinėse ligose?

Pluripotentinės kamieninės ląstelės (PSC) yra galingi ląsteliniai įrankiai, galintys generuoti visų skirtingų tipų kūno ląsteles ir taip įveikti dažnai ribotą prieigą prie žmogaus ligų audinių, tai tampa labai aktualu, kai siekiama ištirti ląstelių (dis)funkciją sergant ligomis, turinčiomis įtakos Centrinė nervų sistema. Naujausi tyrimai parodė, kad PSC ir diferencijuotos ląstelės rodo pakitusią mitochondrijų funkciją ir medžiagų apykaitos profilius bei reaktyviųjų deguonies rūšių gamybą. Tai iškelia naują paradigmą apie mitochondrijų vaidmenį kamieninių ląstelių biologijoje ir ragina nustatyti mitochondrijų kelius, dalyvaujančius šiuose procesuose. Šiuo atžvilgiu šioje apžvalgoje pagrindinis dėmesys skiriamas PSC metaboliniam profiliui ir kaip mitochondrijų funkcija gali paveikti perprogramavimo ir diferenciacijos procesus. Iš tiesų, tiek embrioninės kamieninės ląstelės (ESC), tiek indukuotos pluripotentinės kamieninės ląstelės (iPSC) teikia pirmenybę glikolitiniam keliui kaip pagrindiniam energijos gamybos šaltiniui, o ne oksidaciniam fosforilinimui. PSC mitochondrijoms būdinga sferinė forma, mažas mitochondrijų DNR kopijų skaičius ir hiperpoliarizuota būsena. Iš tiesų, atrodo, kad mitochondrijos vaidina lemiamą vaidmenį perprogramuojant iPSC, palaikant pluripotentinę būseną ir diferencijuojant. Be to, norint, kad diferenciacija būtų sėkminga, turi padidėti mitochondrijų oksidacinis fosforilinimas. Todėl, jei šie mechanizmai yra pažeisti, gali būti pažeista nervinių kamieninių ląstelių (NSC) diferenciacija į neuronus in vitro. Būsimi tyrimai turėtų atskleisti, kaip mitochondrijų pažeidimai, atsirandantys prieš diferenciaciją neuroniniuose etapuose (pvz., NSC arba priešlaikiniuose neuronuose), gali prisidėti prie neurologinių ir neurologinių sutrikimų etiopatogenezės.

Raktiniai žodžiai: Embrioninės kamieninės ląstelės Energijos apykaita Glikolizė Sukeltos pluripotentinės kamieninės (iPS) ląstelės Mitochondrijos Neurodegeneracinės ligos Neuropsichiatriniai sutrikimai Pluripotentinės kamieninės ląstelės.


Abstraktus

Ciklinų ir jų katalizinių partnerių, nuo ciklino priklausomų kinazių (CDK), kaip pagrindinių mechanizmų, skatinančių ląstelių ciklo progresavimą, vaidmuo yra gerai žinomas. Vis daugiau įrodymų rodo, kad žinduolių ciklinai ir CDK taip pat atlieka svarbias funkcijas kituose ląstelių procesuose, tokiuose kaip transkripcija, DNR pažeidimo taisymas, ląstelių mirties kontrolė, diferenciacija, imuninis atsakas ir metabolizmas. Kai kurias iš šių nekanoninių funkcijų atlieka ciklinai arba CDK, nepriklausomai nuo jų atitinkamų ląstelių ciklo partnerių, o tai rodo, kad evoliucijos metu šių baltymų funkcijos labai skyrėsi.


Turinys

Įrodyta, kad augalų rūšys, atstovaujančios visoms pagrindinėms sausumos augalų grupėms, audinių kultūroje gali gaminti kaliusą. [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] Kaluso ląstelių kultūra paprastai palaikoma gelio terpėje. Kaluso indukcinė terpė susideda iš agaro ir makroelementų bei mikroelementų mišinio tam tikram ląstelių tipui. Augalų audinių kultūroje naudojami keli bazinių druskų mišinių tipai, ypač modifikuota Murashige ir Skoog terpė, [13] Vaito terpė [14] ir sumedėjusių augalų terpė. [15] Vitaminai taip pat yra skirti augimui skatinti, pavyzdžiui, Gamborg B5 vitaminai. [16] Augalų ląstelių praturtinimas azotu, fosforu ir kaliu yra ypač svarbus. Augalų kaliusas dažniausiai gaunamas iš somatinių audinių. Audiniai, naudojami kalio susidarymui pradėti, priklauso nuo augalų rūšies ir nuo to, kokie audiniai yra prieinami eksplantato kultūrai. Ląstelės, iš kurių susidaro kaliusas ir somatiniai embrionai, paprastai greitai dalijasi arba yra iš dalies nediferencijuotos, pavyzdžiui, meristeminis audinys. Liucernoje, Medicago truncatula, tačiau kaliusas ir somatiniai embrionai yra gaunami iš mezofilo ląstelių, kurios dediferenciuojasi. [17] Augalų hormonai naudojami kalio augimui inicijuoti.

Specifinis auksino ir citokinino santykis augalų audinių auginimo terpėje sukelia neorganizuotai augančią ir besidalijančią kalio ląstelių masę. Kaluso kultūros dažnai klasifikuojamos kaip kompaktiškos arba trapios. Trapios nuospaudos lengvai suyra ir gali būti naudojamos ląstelių suspensijos kultūroms generuoti. Kalusas gali tiesiogiai patirti tiesioginę organogenezę ir (arba) embriogenezę, kai ląstelės suformuos visiškai naują augalą. Šis procesas žinomas kaip kalio kultūra. [ reikalinga citata ]

Kultivavimo metu nuospaudos gali paruduoti ir mirti, daugiausia dėl fenolio junginių oksidacijos. Į Jatropha curcas kalio ląstelės, mažos organizuotos kalio ląstelės tapo neorganizuotos ir įvairaus dydžio po rudos spalvos. [18] Rudėjimas taip pat buvo susijęs su oksidacija ir fenoliniais junginiais tiek eksplanto audiniuose, tiek išskyrose. [19] Manoma, kad ryžiams būklė, kuri yra palanki skruostų kalio indukcijai, taip pat sukelia nekrozę. [20]

Kaluso ląstelės nebūtinai yra genetiškai vienalytės, nes kaliusas dažnai gaminamas iš struktūrinio audinio, o ne iš atskirų ląstelių. [ reikalingas paaiškinimas ] Nepaisant to, kalio ląstelės dažnai laikomos pakankamai panašiomis, kad būtų galima atlikti standartinę mokslinę analizę tarsi su vienu subjektu. Pavyzdžiui, eksperimento metu pusė nuospaudos gali būti apdorojama kaip eksperimentinė grupė, o kita pusė – panašiai, bet neaktyvi kaip kontrolinė grupė.

Augalų nuospaudos, gautos iš daugelio skirtingų ląstelių tipų, gali išsiskirti į visą augalą, o šis procesas vadinamas regeneracija, kai į auginimo terpę pridedama augalų hormonų. Šis gebėjimas žinomas kaip totipotencija. Viso augalo regeneravimas iš vienos ląstelės leidžia transgenų tyrinėtojams gauti ištisus augalus, kurių transgeno kopija yra kiekvienoje ląstelėje. Viso augalo, turinčio kai kurias genetiškai transformuotas ląsteles ir kai kurias netransformuotas ląsteles, regeneravimas duoda chimerą. Apskritai chimeros nėra naudingos genetiniams tyrimams ar žemės ūkio reikmėms.

Genai gali būti įterpiami į kalio ląsteles naudojant biolistinį bombardavimą, dar žinomą kaip genų pistoletas, arba Agrobacterium tumefaciens. Tada ląstelės, kurios gauna dominantį geną, gali būti išgaunamos į visus augalus, naudojant augalų hormonų derinį. Visi atgauti augalai gali būti naudojami eksperimentiškai nustatyti genų funkciją (-as) arba pagerinti pasėlių augalų savybes šiuolaikiniame žemės ūkyje.

Kalliusas ypač naudingas mikrodauginimui, kai jis gali būti naudojamas genetiškai identiškoms pageidaujamomis savybėmis pasižyminčioms augalų kopijoms auginti.

Henri-Louis Duhamel du Monceau ištyrė guobų medžių žaizdų gijimo reakcijas ir pirmasis pranešė apie nuospaudų susidarymą ant gyvų augalų. [21]

1908 m. E. F. Simonas sugebėjo sukelti nuospaudą iš tuopos stiebų, kurie taip pat išaugino šaknis ir pumpurus. [22] Pirmieji pranešimai apie kalio indukciją in vitro atnešė trys nepriklausomi tyrinėtojai 1939 m. [23] P. White'o sukeltas kaliusas, gautas iš naviką vystančių hibridinių prokambio audinių Nicotiana glauca kad nereikėjo papildomų hormonų. [14] Gautheret ir Nobecourt sugebėjo išlaikyti morkų nuospaudų kultūras naudodami auksino hormono priedus. [ reikalinga citata ]


Turinys

Endoreplikuoti ląstelių tipai, kurie buvo plačiai ištirti modeliiniuose organizmuose

Organizmas Ląstelės tipas Biologinė funkcija Citata
skristi lervų audiniai (įskaitant seilių liaukas) sekrecija, embriogenezė [6]
skristi kiaušidžių folikulas, slaugytojos ląstelės maitinimas, oocitų apsauga [7]
graužikas megakariocitas trombocitų susidarymas [8]
graužikas hepatocitų regeneracija [9]
graužikas trofoblastų milžiniška ląstelė placentos vystymasis, embriono maitinimas [10]
augalas trichomas apsauga nuo žolėdžių, homeostazė [11]
augalas lapų epidermio ląstelė lapų dydis, struktūra [12]
augalas endospermas embriono maitinimas [13]
nematodas hipodermis sekrecija, kūno dydis [14]
nematodas žarnynas nežinomas [15]

Endoreplikacija, endomitozė ir politenizacija yra trys šiek tiek skirtingi procesai, dėl kurių ląstelės poliploidizuojamos reguliuojamu būdu. Endoreplikacijos ląstelėse visiškai praleidžiama M fazė, todėl susidaro vienabranduolinė poliploidinė ląstelė. Endomitozė yra ląstelių ciklo kitimo tipas, kai pradedama mitozė, tačiau kai kurie procesai nėra baigti. Priklausomai nuo to, kiek ląstelė progresuoja per mitozę, tai sudarys mononuklearinę arba dvibranduolinę poliploidinę ląstelę. Politenizacija atsiranda dėl nepakankamo arba per didelio kai kurių genomo regionų amplifikacijos, sukuriant politeno chromosomas. [3] [4]

Remiantis daugybe ląstelių tipų, kuriuose vyksta endoreplikacija, buvo sukurtos įvairios hipotezės, paaiškinančios šio reiškinio funkcinę svarbą. [1] [2] Deja, eksperimentiniai įrodymai, patvirtinantys šias išvadas, yra šiek tiek riboti:

Ląstelės / organizmo dydis Redaguoti

Cell ploidy often correlates with cell size, [12] [14] and in some instances, disruption of endoreplication results in diminished cell and tissue size [16] suggesting that endoreplication may serve as a mechanism for tissue growth. Relative to mitosis, endoreplication does not require cytoskeletal rearrangement or the production of new cell membrane and it often occurs in cells that have already differentiated. As such it may represent an energetically efficient alternative to cell proliferation among differentiated cell types that can no longer afford to undergo mitosis. [17] While evidence establishing a connection between ploidy and tissue size is prevalent in the literature, contrary examples also exist. [18]

Cell differentiation Edit

In developing plant tissues the transition from mitosis to endoreplication often coincides with cell differentiation and morphogenesis. [18] However it remains to be determined whether endoreplication and polypoidy contribute to cell differentiation or vice versa. Targeted inhibition of endoreplication in trichome progenitors results in the production of multicellular trichomes that exhibit relatively normal morphology, but ultimately dedifferentiate and undergo absorption into the leaf epidermis. [19] This result suggests that endoreplication and polyploidy may be required for the maintenance of cell identity.

Oogenesis and embryonic development Edit

Endoreplication is commonly observed in cells responsible for the nourishment and protection of oocytes and embryos. It has been suggested that increased gene copy number might allow for the mass production of proteins required to meet the metabolic demands of embryogenesis and early development. [1] Consistent with this notion, mutation of the Myc oncogene in Drosophila follicle cells results in reduced endoreplication and abortive oogenesis. [20] However, reduction of endoreplication in maize endosperm has limited effect on the accumulation of starch and storage proteins, suggesting that the nutritional requirements of the developing embryo may involve the nucleotides that comprise the polyploid genome rather than the proteins it encodes. [21]

Buffering the genome Edit

Another hypothesis is that endoreplication buffers against DNA damage and mutation because it provides extra copies of important genes. [1] However, this notion is purely speculative and there is limited evidence to the contrary. For example, analysis of polyploid yeast strains suggests that they are more sensitive to radiation than diploid strains. [22]

Reagavimas į stresą Redaguoti

Research in plants suggests that endoreplication may also play a role in modulating stress responses. By manipulating expression of E2fe (a repressor of endocycling in plants), researchers were able to demonstrate that increased cell ploidy lessens the negative impact of drought stress on leaf size. [23] Given that the sessile lifestyle of plants necessitates a capacity to adapt to environmental conditions, it is appealing to speculate that widespread polyploidization contributes to their developmental plasticity

The best-studied example of a mitosis-to-endocycle transition occurs in Drosophila follicle cells and is activated by Notch signaling. [24] Entry into endocycles involves modulation of mitotic and S-phase cyclin-dependent kinase (CDK) activity. [25] Inhibition of M-phase CDK activity is accomplished via transcriptional activation of Cdh/fzr and repression of the G2-M regulator string/cdc25. [25] [26] Cdh/fzr is responsible for activation of the anaphase-promoting complex (APC) and subsequent proteolysis of the mitotic cyclins. String/cdc25 is a phosphatase that stimulates mitotic cyclin-CDK complex activity. Upregulation of S-phase CDK activity is accomplished via transcriptional repression of the inhibitory kinase dacapo. Together, these changes allow for the circumvention of mitotic entry, progression through G1, and entry into S-phase. The induction of endomitosis in mammalian megakaryocytes involves activation of the c-mpl receptor by the thrombopoietin (TPO) cytokine and is mediated by ERK1/2 signaling. [27] As with Drosophila follicle cells, endoreplication in megakaryocytes results from activation of S-phase cyclin-CDK complexes and inhibition of mitotic cyclin-CDK activity. [28] [29]

Entry into S-phase during endoreplication (and mitosis) is regulated through the formation of a prereplicative complex (pre-RC) at replication origins, followed by recruitment and activation of the DNA replication machinery. In the context of endoreplication these events are facilitated by an oscillation in cyclin E-Cdk2 activity. Cyclin E-Cdk2 activity drives the recruitment and activation of the replication machinery, [30] but it also inhibits pre-RC formation, [31] presumably to ensure that only one round of replication occurs per cycle. Failure to maintain control over pre-RC formation at replication origins results in a phenomenon known as “rereplication” which is common in cancer cells. [2] The mechanism by which cyclin E-Cdk2 inhibits pre-RC formation involves downregulation of APC-Cdh1-mediated proteolysis and accumulation of the protein Geminin, which is responsible for sequestration of the pre-RC component Cdt1. [32] [33]

Oscillations in Cyclin E-Cdk2 activity are modulated via transcriptional and post-transcriptional mechanisms. Expression of cyclin E is activated by E2F transcription factors that were shown to be required for endoreplication. [34] [35] [36] Recent work suggests that observed oscillations in E2F and cyclin E protein levels result from a negative-feedback loop involving Cul4-dependent ubiquitination and degradation of E2F. [37] Post-transcriptional regulation of cyclin E-Cdk2 activity involves Ago/Fbw7-mediated proteolytic degradation of cyclin E [38] [39] and direct inhibition by factors such as Dacapo and p57. [40] [41] True endomitosis in the anther tapetum of the liliaceous plant Eremurus is described. The nuclear membrane does not disappear, but during metaphase the chromosomes are condensed, often considerably more than in normal mitosis. When the pollen mother cells (PMCs) go through the last premeiotic mitosis, the tapetal cells have one diploid nucleus which divides while the cell remains undivided. The two diploid nuclei may undergo an endomitosis and the resulting tetraploid nuclei a second endomitosis. An alternative pathway is an ordinary mitosis-again without cell division instead of one of the endomitotic cycles. The cytological picture in the tapetum is further complicated by restitution in anaphase and fusion of metaphase and anaphase groups during mitosis, processes which could give rise to cells with one, two, or three nuclei, instead of the expected two or four. No sign of the so-called "inhibited" mitosis is seen in these tapetal cells. When the PMCs are in leptotene-zygotene, very few tapetal nuclei are in endomitosis. When the PMCs have reached diplotene, almost 100% of cells which are not in interphase show an endomitotic stage.

Polyploidy and aneuploidy are common phenomena in cancer cells. [42] Given that oncogenesis and endoreplication likely involve subversion of common cell cycle regulatory mechanisms, a thorough understanding of endoreplication may provide important insights for cancer biology.

The unisexual salamanders (genus Ambystoma) are the oldest known unisexual vertebrate lineage, having arisen about 5 million years ago. [43] In these polyploid unisexual females, an extra premeiotic endomitotic replication of the genome, doubles the number of chromosomes. [44] As a result, the mature eggs that are produced subsequent to the two meiotic divisions have the same ploidy as the somatic cells of the adult female salamander. Synapsis and recombination during meiotic prophase I in these unisexual females is thought to ordinarily occur between identical sister chromosomes and occasionally between homologous chromosomes. Thus little, if any, genetic variation is produced. Recombination between homeologous chromosomes occurs rarely, if at all. [44] Since production of genetic variation is weak, at best, it is unlikely to provide a benefit sufficient to account for the maintenance of meiosis for millions of years. Perhaps the efficient recombinational repair of DNA damages at each generation provided by meiosis has been a sufficient advantage to maintain meiosis. [ reikalinga citata ]


Žiūrėti video įrašą: 2021 Breakthrough Junior Challenge. Stem Cell Differentiation Potential (Gegužė 2022).