Mapping-Zellen, die in der ‚unsterblichen‘ regenerating hydra
Die kleine hydra, ein Süßwasser-Wirbellosen Bezug auf Quallen und Korallen, hat eine erstaunliche Fähigkeit zur Erneuerung seiner Zellen und regenerieren beschädigte Gewebe. Schneiden Sie eine hydra in zwei Hälften, und es regeneriert sich Ihr Körper und Nervensystem in ein paar von Tage. Forscher an der University of California in Davis haben nun verfolgt das Schicksal von hydra-Zellen, enthüllt, wie die drei Linien von Stammzellen, die sich Nerven, Muskeln oder anderen Geweben.
Celina Juliano, assistant professor in der UC Davis Abteilung für Molekulare und Zelluläre Biologie, Projekt-Wissenschaftler Stefan Siebert und Kollegen, darunter Jeff Farrell, ein Postdoktorand an der Harvard University, sequenzierten die RNA-Transkripte von 25.000 single-hydra-Zellen zu Folgen, die genetische Flugbahn nahezu aller differenzierten Zelltypen.
„Die Schönheit der single-cell sequencing und warum dies so eine große Sache für entwicklungsbiologen ist, dass wir tatsächlich erfassen die Gene, die exprimiert werden als Zellen differenzieren sich aus Stammzellen in Ihren unterschiedlichen Zelltypen,“ Juliano sagte.
Die Studie gibt entwicklungsbiologen eine hochauflösende Karte der drei Stammzell-Entwicklungs-Linien in hydra. Der Datensatz wird den Forschern helfen zu verstehen, regulatorische gen-Netzwerke im Ort früh in der evolution, die freigegeben sind bei vielen Tieren einschließlich des Menschen, Siebert sagte. Das Verständnis, wie die hydra regeneriert seine gesamte Nervensystem, zum Beispiel, könnte uns helfen, besser zu verstehen, neurodegenerative Erkrankungen des Menschen.
Regeneriert aus drei Linien von Stammzellen
Hydra kontinuierlich erneuern Ihre Zellen, die aus drei verschiedenen stammzellpopulationen. Die Forscher analysierten Sätze von messenger-RNA-Moleküle, die sogenannten transkriptomen, von einzelnen hydra-Zellen und gruppierte die Zellen basierend auf Ihren exprimierten Gene. Sie könnten dann erstellen Sie eine Entscheidungsstruktur, die zeigen, wie jede Linie der Stammzellen, die Anlass zu verschiedenen Zelltypen und Geweben. Zum Beispiel, dem interstitiellen Stammzell-Linie erzeugt, Nervenzellen, Drüsenzellen und den Nesselzellen in der Tier-Tentakel.
„Durch den Aufbau einer Entscheidungsstruktur für die interstitielle Linie, wir unerwartet Beweise dafür gefunden, dass das neuron und gland cell differentiation pathway eine gemeinsame Zelle Stand,“ sagte Juliano. „So, interstitielle Stammzellen scheinen Durchgang durch eine Zelle, Zustand, beide Drüsen-und neuron Potenzial, bevor Sie eine endgültige Entscheidung treffen.“
Die einzelne Zelle molekulare Karte erlaubt auch Juliano und Kollegen, Gene zu identifizieren, die möglicherweise die Kontrolle über diese Entscheidungsprozesse, die den Fokus der zukünftigen Untersuchungen.
Die Forscher sind vor allem daran interessiert hydra die Fähigkeit, sich zu regenerieren Nervensystem, gewähren Einblicke in die Behandlung von trauma oder degenerative Krankheiten des Menschen.