蠕虫的胚胎细胞改变其发展潜力如何

研究人员发现蛔虫的染色体内的特定蛋白质如何使他们的后代能够产生特殊细胞代后,惊人的发现颠覆传统思维,细胞分化的遗传信息在DNA和其它遗传因素主要是根深蒂固的。

约翰霍普金斯大学团队首次报道一种蛋白质的机制被称为组蛋白H3控制何时以及如何蠕虫胚胎产生高度特定的细胞和多能细胞,细胞,可以打开和关闭特定基因产生不同类型的身体组织。

新研究可能揭示突变与这些蛋白质如何影响各种疾病。在儿童和年轻成人,例如,组蛋白H3与各种癌症密切相关。

”这些变异在不同癌症非常普遍,因此了解他们的正常作用,调节细胞命运和潜在的分化组织可以帮助我们理解为什么有些人在某些疾病,”瑞安作者j·格里森说,约翰霍普金斯大学生物学博士后。“组蛋白,我们看一些最突变的蛋白质在癌症和其他疾病。”

组蛋白是染色质的构建块,细胞核内染色体的结构支撑。而组蛋白H3特别丰富的植物和动物等多细胞生物,单细胞生物繁多H3的几乎相同的变异。这就是为什么科学家们认为H3口粮的差异及其变体具有至关重要的线索之谜的多能细胞在早期发展是如此多才多艺。

研究人员发现秀丽隐杆线虫蛔虫胚胎成长,增加H3水平系统限制了潜在的或“可塑性”的多能细胞。当团队改变了蠕虫病毒的基因组降低H3的数量,他们成功地延长了窗口的时间通常是迷失在年长的胚胎的多能性。

“作为细胞分化,你开始得到一个倍组蛋白H3表达在那个时期,恰逢lineage-specific监管,“格里森说。“当你低的H3在胚胎发生过程中,我们能够改变正常的发展道路采用替代路径的细胞命运。”

多能细胞,组蛋白帮助关闭特定基因和承诺特定的细胞类型,他们是神经元,肌肉,或其他组织。高度由组蛋白基因作为一种声音告诉细胞如何发展。安静或大声基因是如何决定了细胞的命运。

新的发现来自CRISPR基因编辑技术,帮助团队跟踪两组蛋白的作用随着蠕虫的后代的发展。CRISPR使它更容易为科学家在过去十年研究的具体细节改变遗传物质和点什么,动物,植物和微生物特征,格里森说。

虽然秀丽隐杆线虫蛔虫能更深入了解这些多能细胞的发展,还需要进一步的研究对如何组蛋白也可能支撑在人类和动物胚胎发生数以百计的类型的细胞组成,鑫Chen说约翰霍普金斯大学生物学教授和研究员。

“尽管我们使用的是这个小虫子让这些发现,真的这一发现不应该具体到一种动物,”陈说。“很难想象结果只适用于一个组或一个动物,但当然,需要做更多的研究。”

参考:格里森RJ,郭Y, Semancik CS,喔C, Lakshminarayanan G,陈x发育编程组蛋白H3表达调节parental-to-early胚胎细胞可塑性的过渡。科学的广告v . 2023; 9 (14): eadh0411。doi:10.1126 / sciadv.adh0411

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