Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

25.8: Celdifferentiatie
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Celdifferentiatie
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT
* De tekstvertaling is door de computer gegenereerd

25.8: Celdifferentiatie

Tijdens de embryogenese worden cellen geleidelijk aan verschillende lotgevallen door middel van een tweestaps proces: specificatie gevolgd door bepaling. Specificatie wordt aangetoond door een segment van een vroeg embryo te verwijderen, het weefsel in vitro ‘neutraal’ te kweken - bijvoorbeeld in een petrischaal met eenvoudig medium - en vervolgens de afgeleiden te observeren. Als het gekweekte gebied aanleiding geeft tot celtypen die het normaal in het embryo zou genereren, betekent dit dat het is gespecificeerd. Daarentegen vindt bepaling plaats als een gebied van het embryo wordt verwijderd en in een 'niet-neutrale' omgeving wordt geplaatst - zoals in een schaal met een complex medium aangevuld met een verscheidenheid aan eiwitten, of zelfs een ander gebied van het embryo zelf - en het genereert nog steeds de verwachte derivaten. Specificatie en bepaling zijn twee opeenvolgende stappen in het ontwikkelingspad van een cel, die voorafgaan aan het laatste stadium van differentiatie, waarin rijpe weefselsmet unieke morfologieën en functies worden geproduceerd.

In vitro demonstratie van specificatie

Om specificatie te bestuderen, moeten onderzoekers eerst de normale afgeleiden van verschillende regio's van een embryo begrijpen. Om dit te bereiken, worden vaak lotkaarten gebruikt, die worden gegenereerd door cellen vroeg in de embryonale ontwikkeling te verven of labelen, hele embryo's te kweken en te volgen waar de gemarkeerde cellen terechtkomen. Dergelijke technieken die bij de kip worden gebruikt, hebben bijvoorbeeld aangetoond dat verschillende gebieden die niet in het midden van het embryo zijn gelegen (op ongeveer de posities van 9 uur en 3 uur) aanleiding geven tot neurale kamcellen, die in staat zijn om te migreren en het genereren van het perifere zenuwstelsel.

Belangrijk is dat deze neurale crest-bestemde gebieden kunnen worden weggesneden tijdens de vroege stadia van gastrulatie (wanneer het embryo wordt getransformeerd in een drielaagse structuur) - voordat ze eiwitmarkers of andere onderscheidende kenmerken van the celtype. Wanneer enig onderliggend weefsel dat een bron van signaalfactoren kan zijn, wordt weggeschraapt, en deze explantaten worden gekweekt in collageendruppels in een eenvoudig medium, genereren ze cellen die typische neurale crest-transcriptiefactoren tot expressie brengen. Interessant is dat sommige cellen zelfs worden waargenomen die weg migreren van het lichaam van het weefselfragment, wat een ander kenmerk is van dit cel lot. Deze experimenten hebben aangetoond dat specificatie van de neurale top plaatsvindt in een vroeg stadium van de embryonale ontwikkeling, en hoewel veel van dit werk is verricht bij de kip, suggereert recenter bewijs een vergelijkbaar specificatiepatroon bij het konijn; beide organismen worden gebruikt als modellen voor menselijke embryonale ontwikkeling.

Inzicht in de signalering achter specificatie

Zodra de specificatie van een gebied van een embryo is aangetoond, zijn onderzoekers ook geïnteresseerd in het bepalen hoe eiwitsignalen - en de positie van het weefsel in het embryo zelf - resulteren ineen cel die een bepaald ontwikkelingspad volgt. Voor de neurale kam hebben onderzoekers vastgesteld dat een combinatie van eiwitten, waaronder morfogenetische boteiwitten en fibroblastgroeifactoren, afkomstig van weefsel dat grenst aan of onderliggend aan de toekomstige neurale kam, dit cellot induceert. Dergelijke signalen lokken op hun beurt de expressie uit van specificereiwitten in deze cellen, die ze lanceren in de neurale topbaan.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter