细胞遗传拔河比赛前决定命运

发展中血细胞被拖船的基因调控网络竞争之间的战争,最后决定什么类型的细胞,根据发表在《自然》杂志的一项研究。

辛辛那提儿童医院医学中心的研究人员报告说,随着发展中血液细胞是由多种基因信号发射,他们把来回波动multi-lineage州,最后成为特定的细胞类型。尽管科学家们仍然不明白究竟是什么决定了细胞最终的命运,他们的研究表明,基因网络诱发竞争动态不稳定,导致mixed-lineage状态所必需的主要新形成的细胞决定。

结果有点混乱,但从混乱秩序。这是一个基本的发现,有助于我们解决发育生物学的基本问题——什么是中间状态的性质和网络监管的基因构成程控规范”的合照辛格博士说,这项研究的合作者和免疫生物学和免疫学在辛辛那提儿童中心的系统。

虽然需要大量额外的研究结果更好地理解这种遗传过程的反复性质,研究可能最终导致疾病发生发展提供新的视角失误,根据h·雷顿格兰姆斯博士,研究合著者调查员免疫生物学和实验血液学的分歧,在辛辛那提儿童癌症生物学。

“血液细胞怎么知道成为中性粒细胞和单核细胞?“格兰姆斯问道。“三分之二的骨髓都是这个活动和细胞的数量必须是精巧平衡。过多或过少的可以杀了你。”

在当前的研究中研究团队特别考察了中性粒细胞和单核细胞的形成(巨噬细胞)血液细胞-免疫系统的关键组件。研究人员研究了老鼠的细胞在自然状态下使用他们开发了一个新的和迅速扩张的技术叫做RNA单细胞测序——识别单个细胞的基因表达程序及其假定的监管机构。

大数据生物学

作者混合新生物信息学实验室生物计算机程序(协调小组)在辛辛那提儿童发展研究的合著者Nathan Salomonis,博士,生物医学信息学分工。协调小组(迭代聚类和Guide-Gene选择)为研究人员提供了一个压倒性的全面视图由单细胞RNA序列生成的数据量。

协调小组需要额外的步骤给研究者一个直观的平台,能够处理和分析所有的测序和生物数据来识别各种过渡或转移基因和细胞的细胞——在这种情况下发展中血细胞。

动态不稳定性

当前研究之前它已经提出,嗜中性粒细胞和巨噬细胞血细胞产生双稳态基因调控网络(可以体现两种稳定状态)。但不同细胞过渡状态和潜在的分子动力学的发展仍未知。

之间来回反复工作实验生物学和计算分析,论文的作者说,他们的发展中血细胞分析捕获一个普遍mixed-lineage中间。这些中间体的组合表达基因包括那些典型的干细胞,可以产生血细胞类型以及一些基因特定的红细胞、血小板、巨噬细胞和中性粒细胞。这似乎反映竞争遗传程序。

研究小组还发现发展中细胞通过一种罕见的状态,他们遭遇强气流称为“动态不稳定。“这是看作是由两个抵消骨髓基因调控网络。抵消基因网络的两个关键组件是Irf8和Gfi1,基因参与血细胞的形成。这两个基因编码转录因子,这意味着他们的蛋白质产品控制遗传信息用于细胞的形成。当Irf8和Gfi1消除从这幅图中,研究人员发现罕见的细胞能被困在一个中间状态。

他们继续他们的研究,作者希望有更清晰的了解最终导致细胞动态不稳定的中间状态假设特定的命运。他们认为,两个同时和抵消基因网络的影响产生内部最终稳定的振荡机制来生成一个未知的两种不同的细胞命运。