核重编程:从一个单元类型转另一个单元类型

大学Kei Miyamoto博士研究个人成熟差分细胞如何从另一个人移入鸡蛋细胞并重编程开发成原创动物克隆这对于动物克隆有影响,如濒危物种或优先牲畜线重新编程研究可加深理解胚子如何发展成完整的生物体,从而促进人辅助生殖技术

多年以来,科学家一直对细菌细胞(Egg和Spech细胞)编程成为体内发现的所有不同细胞类型的方式,以及这些细胞从编织受精胚子到生成完全动物的方式感到着迷。部分过程受产子和子细胞(不成熟鸡蛋)中发现的母因调节,这些子子子在开发可生存胚胎前重编程所必备将单细胞类型重编程对另一细胞类型也有影响,这些细胞已经变成特定细胞类型这种现象已被利用解决问题,例如与年龄有关的目光变形问题,从体格细胞生成干细胞,这些细胞可归为特殊类型细胞

通常,单单元分解为特定单元类型后,这是不可逆的因此,将成熟体细胞重归早期胚胎状态的潜力为探索提供了许多新契机大学Kei Miyamoto博士正在研究重编过程基础机制并探索技术新用法体细胞可以从动物中取出,包括模型生物和牲畜等,并使用称为核重新编程技术转换成早期胚胎产生胚胎细胞后可用于克隆原生动物 — — 这显然对当今众多物种面临的生存挑战有影响。

核重编程的第一步是核转移简言之,这意味着体细胞内含脱氧核插入已经去除核的鸡蛋细胞体细胞核再编程宿主鸡蛋细胞,并经过多单元分周期后,将形成先阶段胚胎,DNA与原生生物完全相同,供体体核取自原生生物

为了提高知识与理解度,必须建立实验型核重编程,因为核转移极为专业化,只产生少量胚胎核传入鸡蛋或子细胞目前是唯一向体细胞提供开发生物体所需的所有其他细胞能力的方法宫本博士探索三种不同方法实现体细胞核重编程使用鸡蛋和细胞素材

混乱和混淆可能发生在攻击中 个体动物关注谁

从鼠标转鼠标
头系统Miyamoto博士调查鼠标体核核转入鼠标细胞细胞必须处于开发阶段 即元阶段二 准备受精重新编程越来越不成功,宿主单元开发阶段推延并提出了另一个问题:在胚胎开发过程的哪个点上,oocytes/embryos重编程序能力会丢失?

过程产生原鼠标克隆子尽管初步成功,动物克隆率很低,表明其他因素正在起作用。深入调查显示,这一低成功率是由于体细胞编程不全,特别是异常子元重编程单片专用函数时,如神经或肺细胞,自有模式,称为后代特征,保持自有状态然而,即使在核转至子元后,这种子元签名仍可持久化,防止克隆子子开发

昆台大学和京都大学协作团队发明一种方法消除细胞后代特征,即添加修改实验室子代特征的物质,即核转移胚子生长结果是克隆效率提高至15%,即每100个细胞重编程中,15个细胞产生克隆鼠这对于克隆技术应用于多种原因有影响,包括保护濒危动物包括Miyamoto博士在内的Kindai大学团队最近发布的工作测试是否可能将28,000岁长毛核移植到鼠标细胞中

从鼠标到青蛙
另一种鼓励体细胞实现这些变换的可能系统是将哺乳动物体核移植成青蛙卵细胞,具体地说,移植成细胞中被称为子宫的一部分青蛙细胞的这个区域以包含重新编程因子而闻名20世纪50年代John Gurdon教授成功使用体格青蛙细胞实现克隆Miyamoto博士和Gurdon实验成员曾使用此系统探索重新编程机制并识别核编程负责基因之后这些基因有可能用于其他系统重编细胞,例如再生医学,该医学旨在开发方法重造、修复或替换病人受损器官或组织

测试管重编程
最终系统小组使用 调查核重编程 需要查看 分子和生化过程理解重编过程意味着这些系统可在今后实验中使用然而,由于核转移胚胎有限,很难研究蛋子和子细胞分子级重编程Miyamoto博士开发出无细胞重要生物分子混合体,即重编程因子,用测试管导出细胞重编程,消除动物模型需求限制方法之一是细胞只部分改编程,但这仍然提供优势,即可以产生大量细胞并耗竭母性因素,以便确定细胞功能或防止重编程受损

未来方向
Miyamoto博士的研究帮助识别先前不承认的核编程机制,为更多可能应用该技术打开大门,加深对相关生物过程的理解

核重新编程体细胞有可能用于从再生医学到带特质的牲畜传播到保护濒危动物遗传素等各种应用每一种重新编程系统都可用于处理不同的科学问题,例如,如果需要区别每一种生物过程,那么核转移至青蛙细胞或测试管可能最合适

需要进一步研究的题目是按母性因素重新编程概念是否普遍适用所有物种迄今实验物种如鼠类、青蛙、斑马鱼和苍蝇已被克隆,但并不知道一个物种的卵子和卵细胞能改编另一个物种的团核的程度本博士指出,虽然有常见重编因素和机制跨物种共享,但物种间胚胎开发尚未实现令人满意的实现