胚胎能够记得他们遇到的化学物质

我们都开始作为一个相同的细胞的细胞丛。当这些细胞分裂和繁殖,他们逐渐承担不同的身份,获得所需的特征形式,例如,肌肉组织,骨骼或神经。从洛克菲勒科学家最近的一项研究提供了新的见解如何培养这些细胞身份的发展。根据这项研究,发表在eLife细胞保留记忆的化学信号暴露。研究人员表明,胚胎不能形成这些记忆保持一个土块的克隆,从来没有意识到他们独特的生物潜能。

激活胚胎

在25年前,阿里·h·Brivanlou证明蛋白质激活素导致青蛙胚胎细胞特征具体到特定的组织类型,这一过程被称为分化。几十年来,苯丙酸诺龙一直认为煽动从同质丛过渡到专门的细胞。

“苯丙酸诺龙是一个分子的教科书定义是必要的和足够的分化,“Brivanlou说,罗伯特和哈里特Heilbrunn教授。“研究人员表明,蛋白质的剂量决定细胞命运。在非常高的剂量,例如,你的肠道和肌肉;在很低的剂量,得到神经组织。”

尽管动物实验充分的证据,问题仍然是如何激活素指导人类细胞的发展。处理Brivanlou和埃里克·d·Siggia中提琴病房布林和阿尔伯特·卡尔霍恩布林教授,研究生的安娜Yoney出发调查蛋白质是否触发在laboratory-generated分化人类胚胎。由干细胞,这些胚胎模仿人类细胞的行为在开发的早期阶段。

研究人员将这些反应合成胚胎就像Brivanlou的青蛙。然而,这些细胞激活素后,他们观察到,好吧,什么都没有。

“安娜把苯丙酸诺龙胚胎,我们等了又等了又等。和绝对什么都没有发生!这是令人震惊的,”Brivanlou说。

难忘的分子

吓,Yoney认为可能的解释结果。“我想,好吧,我们不得到一个反应苯丙酸诺龙,”她回忆道。“什么额外的信号可能我们需要看到区别?”

她最终关注WNT,分子在开发过程中调节细胞的运动。在她的下一个实验中,她暴露了细胞WNT之前添加苯丙酸诺龙;这一次,他们以正常的方式分化。

“看到WNT反应的细胞激活素的全面答复只不过像青蛙和其他动物,我们看到“Brivanlou说。“但细胞未见WNT完全反应迟钝,像苯丙酸诺龙甚至不是。”

研究人员得出结论,分化需要WNT和激活素信号。不过最重要的是,它们表明,细胞不需要同时暴露在两种化学物质。

“我们封锁WNT信号在苯丙酸诺龙治疗阶段,发现细胞分化,“Yoney说。“我们得出的结论是,细胞实际上记得他们曾暴露于WNT。”

研究人员认为这种现象“信号记忆”因为WNT似乎永久改变细胞交叉。早期的研究在这一领域没有发现证据表明胚胎的记忆,因为Brivanlou说,大多数与动物细胞发育生物学家工作。

“在动物模型系统中,细胞遇到一系列的信号之前,像我这样的人操纵。但安娜的来自人工胚胎干细胞,没有这样的曝光和这使他们完美的工具,发现其他信号的角色,”他说。“美丽的模型系统,有时他们会导致你失去的东西。”

研究人员希望进一步探讨和细胞记忆存储的地方。Yoney怀疑他们是记录在细胞的细胞核修改表观基因组,控制细胞的方式读出他们的DNA。在这个领域进一步的研究可能会对理解产生重大的影响人类和其他物种的发展。