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High-resolution Live Imaging of Cell Behavior in the Developing Neuroepithelium

The embryonic spinal cord consists of cycling neural progenitor cells that give rise to a large percentage of the neuronal and glial cells of the central ...

University of Dundee, Dundee, UK

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&#x6709;&#x4E1D;&#x5206;&#x88C2;&#x4E3B;&#x8F74;&#x5B9A;&#x4F4D;&#x533A;&#x5206;&#x5E72;&#x7EC6;&#x80DE;&#x548C;&#x65E9;&#x671F;&#x810A;&#x9AD3;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x751F;&#x4EA7;&#x7684;&#x7EC8;&#x7AEF;&#x6A21;&#x5F0F;&#x3002;

Despite great insight into the molecular mechanisms that specify neuronal cell type in the spinal cord, cell behaviour underlying neuron production in this tissue is largely unknown. In other neuroepithelia, divisions with a perpendicular cleavage plane at the apical surface generate symmetrical cell fates, whereas a parallel cleavage plane generates asymmetric daughters, a neuron and a progenitor in a stem cell mode, and has been linked to the acquisition of neuron-generating ability. Using a novel long-term imaging assay, we have monitored single cells in chick spinal cord as they transit mitosis and daughter cells become neurons or divide again. We reveal new morphologies accompanying neuron birth and show that neurons are generated concurrently by asymmetric and terminal symmetric divisions. Strikingly, divisions that generate two progenitors or a progenitor and a neuron both exhibit a wide range of cleavage plane orientations and only divisions that produce two neurons have an exclusively perpendicular orientation. Neuron-generating progenitors are also distinguished by lengthening cell cycle times, a finding supported by cell cycle acceleration on exposure to fibroblast growth factor (FGF), an inhibitor of neuronal differentiation. This study provides a novel, dynamic view of spinal cord neurogenesis and supports a model in which cleavage plane orientation/mitotic spindle position does not assign neuron-generating ability, but functions subsequent to this step to distinguish stem cell and terminal modes of neuron production.

Mitotic spindle orientation distinguishes stem cell and terminal modes of neuron production in the early spinal cord.

Malgr&#xE9; la grande perspicacit&#xE9; dans les m&#xE9;canismes mol&#xE9;culaires qui sp&#xE9;cifient le type de cellule neuronale dans la moelle &#xE9;pini&#xE8;re, le comportement des cellules qui sous-tend la production de neurones dans ce tissu est largement inconnue. En neuroepithelia autre, les divisions avec un plan de clivage perpendiculaire &#xE0; la surface apicale de g&#xE9;n&#xE9;rer le destin des cellules sym&#xE9;triques, alors que parall&#xE8;lement un plan de clivage g&#xE9;n&#xE8;re filles asym&#xE9;triques, un neurone et une prog&#xE9;nitrices dans un mode de cellules souches, et a &#xE9;t&#xE9; li&#xE9; &#xE0; l&#x26;#39;acquisition de neurone g&#xE9;n&#xE9;ratrice la capacit&#xE9;. L&#x26;#39;utilisation d&#x26;#39;un test d&#x26;#39;imagerie &#xE0; long terme roman, nous avons suivi des cellules individuelles dans la moelle &#xE9;pini&#xE8;re de poulet comme ils la mitose de transit et de cellules filles devenir des neurones ou de diviser &#xE0; nouveau. Nous vous d&#xE9;voilons de nouvelles morphologies accompagnant la naissance du neurone et montrent que les neurones sont g&#xE9;n&#xE9;r&#xE9;s simultan&#xE9;ment par asym&#xE9;triques et le terminal divisions sym&#xE9;triques. Il est frappant, les divisions qui g&#xE9;n&#xE8;rent des deux prog&#xE9;niteurs ou un anc&#xEA;tre et un neurone &#xE0; la fois pr&#xE9;senter un large &#xE9;ventail d&#x26;#39;orientations plan de clivage et les divisions qui produisent seulement deux neurones ont une orientation perpendiculaire exclusivement. Neuron g&#xE9;n&#xE9;ratrices de prog&#xE9;niteurs se distinguent &#xE9;galement par un allongement des temps de cycle de cellules, une conclusion &#xE9;tay&#xE9;e par une acc&#xE9;l&#xE9;ration du cycle cellulaire sur l&#x26;#39;exposition au facteur de croissance des fibroblastes (FGF), un inhibiteur de la diff&#xE9;renciation neuronale. Cette &#xE9;tude fournit un roman, point de vue dynamique de la neurogen&#xE8;se la moelle &#xE9;pini&#xE8;re et soutient un mod&#xE8;le dans lequel la broche plan de clivage position d&#x26;#39;orientation / mitotique ne pas c&#xE9;der neurone capacit&#xE9; &#xE0; g&#xE9;n&#xE9;rer des, mais les fonctions &#xE0; la suite de cette &#xE9;tape de distinguer les cellules souches et les modes de production de terminaux neurone.

Orientation du fuseau mitotique Distingue les cellules souches et les modes de production Terminal Neuron dans le pr&#xE9;coce du cordon spinal

A pesar de una gran comprensi&#xF3;n de los mecanismos moleculares que especifican el tipo de c&#xE9;lulas neuronales en la m&#xE9;dula espinal, el comportamiento celular que subyace a la producci&#xF3;n de neuronas en este tejido es en gran parte desconocido. En neuroepithelia otra parte, las divisiones con un plano de clivaje perpendicular a la superficie apical de c&#xE9;lulas generan destinos sim&#xE9;tricos, mientras que un plano de clivaje paralelos genera hijas asim&#xE9;tricas, una neurona y una progenitoras en un modo de c&#xE9;lulas madre, y se ha relacionado con la adquisici&#xF3;n de las neuronas generadoras de capacidad. El uso de un ensayo de la novela de imagen a largo plazo, se ha monitoreado las c&#xE9;lulas individuales en la m&#xE9;dula espinal de pollo, ya que la mitosis de tr&#xE1;nsito y de las c&#xE9;lulas hijas convertirse en neuronas o dividir de nuevo. Nos revelan nuevas morfolog&#xED;as que acompa&#xF1;an el nacimiento de neuronas y demostrar que las neuronas se generan al mismo tiempo por las divisiones sim&#xE9;tricas y asim&#xE9;tricas terminal. Sorprendentemente, las divisiones que generan dos progenitores o progenitoras y una neurona un tanto exhiben una amplia gama de orientaciones del plano de divisi&#xF3;n y divisiones que producen s&#xF3;lo dos neuronas tienen una orientaci&#xF3;n perpendicular de forma exclusiva. Generaci&#xF3;n de neuronas progenitores tambi&#xE9;n se distinguen por alargando los tiempos del ciclo celular, hallazgo apoyado por la aceleraci&#xF3;n del ciclo celular en la exposici&#xF3;n al factor de crecimiento de fibroblastos (FGF), un inhibidor de la diferenciaci&#xF3;n neuronal. Este estudio proporciona un nuevo punto de vista din&#xE1;mico de la neurog&#xE9;nesis de la m&#xE9;dula espinal y es compatible con un modelo en que plano de clivaje de orientaci&#xF3;n / mit&#xF3;tico posici&#xF3;n del cabezal no asigna capacidad de generar neuronas, pero las funciones con posterioridad a este paso para distinguir las c&#xE9;lulas madre y los modos de producci&#xF3;n de terminales de las neuronas.

Orientaci&#xF3;n huso mit&#xF3;tico de c&#xE9;lulas madre y la distingue de Modos de Terminal de producci&#xF3;n de neuronas en la m&#xE9;dula espinal temprana

Trotz gro&szlig;en Einblick in die molekularen Mechanismen, die neuronalen Zelltyps im R&uuml;ckenmark angeben, ist Verhalten zugrunde liegenden Neuron Zellproduktion in dieses Gewebe weitgehend unbekannt. In anderen Neuroepithelia Divisionen mit einer Ebene senkrecht Spaltung an der apikalen Oberfl&auml;che generieren symmetrische Zelle Schicksale, w&auml;hrend eine parallele Spaltung-Ebene asymmetrische T&ouml;chter, ein Neuron und einem Stammvater in einem Stammzell-Modus erzeugt und den Erwerb von Neuron schaffende verbunden worden F&auml;higkeit. Mit einer neuartigen langfristige bildgebenden Assay, haben wir einzelne Zellen im R&uuml;ckenmark K&uuml;ken &uuml;berwacht, da sie Mitose Durchfuhr und Tochterzellen werden Neuronen oder Teilen wieder. Wir enth&uuml;llen neue Morphologien Neuron Geburt begleiten und zeigen, dass Neuronen von asymmetrischen und terminal symmetrischen Divisionen gleichzeitig generiert werden. Auff&auml;llig ist, Divisionen, die zwei Vorfahre oder ein Vorl&auml;uferzellen und ein Neuron beide generieren weisen eine Vielzahl von Spaltung Flugzeug Orientierungen und nur die Divisionen, die zwei Neuronen produzieren haben eine ausschlie&szlig;lich Senkrechte Ausrichtung. Neuron schaffende Vorl&auml;uferzellen unterscheiden sich auch durch Verl&auml;ngerung Zelle Zykluszeiten, Feststellung von Zellzyklus Beschleunigung bei Exposition gegen&uuml;ber Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF), ein Inhibitor der neuronale Differenzierung unterst&uuml;tzt. Diese Studie bietet einen Roman, dynamische Ansicht des R&uuml;ckenmarks Neurogenese und unterst&uuml;tzt ein Modell in die Spaltung Flugzeug Orientierung/mitotische Spindel Standpunkt nicht Neuron schaffende F&auml;higkeit, sondern Funktionen im Anschluss an diesen Schritt Stammzelle und terminal Produktionsweisen Neuron unterscheiden zuweist.

Mitotische Spindel Orientierung unterscheidet Stammzellen und terminal Neuron Produktionsweisen im fr&uuml;hen R&uuml;ckenmark.

Nonostante la grande intuizione dei meccanismi molecolari che specificano il tipo di cellule neuronali del midollo spinale, produzione di celle comportamento sottostante neurone in questo tessuto &egrave; in gran parte sconosciuto. In altri neuroepithelia, divisioni, con un piano di clivaggio perpendicolare alla superficie apicale generano fates cella simmetrica, considerando che un piano di clivaggio parallelo genera figlie asimmetriche, un neurone e un progenitore in una modalit&agrave; di cellule staminali ed &egrave; stato collegato all&#39;acquisizione di generazione del neurone capacit&agrave;. Utilizzando un test di imaging a lungo termine romanzo, noi abbiamo monitorato le singole cellule nel midollo spinale pulcino come essi transito mitosi e cellule figlie diventare neuroni o dividono ancora. Noi rivelare nuove morfologie che accompagna la nascita del neurone e mostrano che i neuroni sono generati simultaneamente da divisioni simmetriche asimmetriche e terminale. Sorprendentemente, divisioni che generano due progenitori o un progenitore e un neurone entrambe esibiscono una vasta gamma di orientamenti di piano di clivaggio e solo divisioni che producono due neuroni hanno un orientamento esclusivamente perpendicolare. Neurone-generare progenitori si distinguono anche allungamento dei tempi ciclo cellulare, una constatazione supportata da accelerazione del ciclo cellulare sull&#39;esposizione al fattore di crescita dei fibroblasti (FGF), un inibitore della differenziazione neuronale. Questo studio fornisce un romanzo, la visualizzazione dinamica di neurogenesi del midollo spinale e supporta un modello in cui scissione piano mitotica/orientamento mandrino posizione non assegnare neurone-generando capacit&agrave;, ma funzioni successivamente questo passaggio per distinguere modalit&agrave; terminale della produzione del neurone e delle cellule staminali.

Orientamento mitotico distingue modalit&agrave; terminale di produzione neurone nel midollo spinale precoce e sulle cellule staminali.

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Arwen C. Wilcock

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