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《Cell》新研究:为了观察胚胎发育,科学家制造了一个“虚拟胚胎”

作者: 发布时间:2020-04-22

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欧洲分子生物学实验室EMBL Heidelberg和帕多瓦大学医学院的研讨人员初次完好描绘了前期胚胎发育,包含胚胎中的每一个细胞。

这个“虚拟胚胎”将有助于答复有机体中不同类型的细胞是怎么从单个卵细胞发生的。

研讨成果宣布在4月20日的《Cell》杂志上。

“在胚胎发育进程中,一个只要一个细胞的卵细胞是怎么发生许多不同的细胞类型的?这是生物学中最根本的问题之一,”皮埃尔·奈芙(Pierre Neveu)博士解说道,他是EMBL Heidelberg的研讨小组组长,他论述了他和他的小组与Lars Hufnagel博士协作进行研讨的根本原理。

尽管答复这个问题关于了解多细胞生物是怎么构成的至关重要,但是在单细胞、全基因组和整个胚胎水平上研讨驱动这种细胞多样化的发育机制是一项具有挑战性的使命。

“到目前为止,咱们对基因表达程序缺少全面的了解。

这些辅导单个细胞构成构成胚胎所必需的不同细胞类型,”Hanna Sladitschek博士解说道,她是这项研讨的榜首作者。

EMBL的研讨人员经过构建海鞘( Phallusia mammillata)的“虚拟胚胎”处理了这个问题。海鞘是一种海洋生物,在地中海和大西洋都有发现。

之所以挑选该物种作为模型体系,是因为它与脊椎动物有关,并且每个个别都有相同数量的细胞,这使得从许多标本中搜集调查成果变得更简单。

这个虚拟胚胎描绘了胚胎在发育前期的每个细胞分裂阶段的每一个细胞的基因表达和形状,展现了从一个单细胞到64个细胞的进化进程。

在开始的七个细胞分裂之后,未来的神经索、大脑、生殖细胞、血细胞前体和肌肉的命运现已被确认了。

这使它成为胚胎前期发育的榜首个完好描绘,包含胚胎中的每一个细胞。它描绘了基因表达(细胞的遗传信息是怎么表达和显现的)和空间方位。

为了生成这个完好的图谱,研讨人员将高分辨率的单细胞转录组学和光片成像技能结合起来。

Neveu说:“咱们的模型显现,经过剖析单个细胞的基因表达,咱们有或许知道它的方位和前史。”

“此外,咱们发现,尽管基因表达的调控在胚胎中是十分准确的,但发育时刻的差异能够解说单个胚胎之间调查到的差异。”

尽管这项研讨只研讨了一种只要少数细胞的有机体,但未来有望拓宽到哺乳动物身上。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来历:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200420125536.htm