研究人员识别核心基因网络驱动人类胚胎干细胞的行为

在人类胚胎发育的早期阶段,一个小的细胞被称为人类胚胎干细胞(为其协调生长和分化,最终引起高度专业化的人体组织。为每一种类型的细胞类型的多能细胞前体body-hESCs感兴趣的中央发育和再生生物学家。许多基因驾驶hESC功能之前已经被确认,但强大的工具,阐明这些基因的相关活动只有最近出现了。

研究人员从布莱根妇女医院和哈佛医学院使用全基因组遗传筛查过表达和灭活(“敲出”)为成千上万的基因。他们发现关键网络,同时控制多能性和准备细胞死亡(凋亡),帮助确保最优条件胚胎发育。该研究结果发表在基因和发展,提供新的见解癌症遗传学和再生医学研究的新方法。

“我们的方法允许我们创建一个“阿特拉斯”的几乎每一个基因在人类基因组中并确定其过度或损失对人类发展的最基本的第一步,”主要作者卡米拉Naxerova说,博士,博士后前在埃里奇那本怀特遗传学实验室在布里格姆的部门。”,而不是看基因,我们看着成千上万基因改变同时确定它们如何影响胚胎干细胞的增殖,随后,三个胚芽层的发展作为原料人体组织。"

“阐明人类胚胎干细胞功能由基因控制是至关重要的对我们的发育生物学和再生医学的理解,“说共同通讯作者斯蒂芬•埃里奇那本怀特博士,孟德尔的遗传学和医学教授布里格姆和HMS。“我们的研究提供了最广泛的基因功能为其迄今为止。”

开展自己的实验涉及敲出约18000个基因和overexpressing 12000年基因研究人员注意到一个独特的角色扮演的hESC控制多能性基因,或分化的能力。当研究人员删除这些著名的基因,其中OCT4 SOX2,干细胞出人意料地增加了抵抗死亡,这表明在正常情况下多能性监管机构还导致细胞凋亡通路。研究人员推测,遗传多能性和严格管制的细胞死亡之间的联系有助于确保如果干细胞受损,这是摧毁在胚胎发育早期才能妥协未来细胞和组织的功能。

这些相互关联的行为尤其明显多能性监管机构被称为传奇复杂。研究人员首次展示,为更容易死于缺乏传奇复杂。此外,其缺乏抑制发展所有三个胚芽层(内胚层、中胚层和外胚层),作证的传奇在一系列复杂的核心作用hESC活动。最后,研究者观察到的许多基因调节三个胚芽层的形成也知道贡献者癌症的生长时,或在体细胞under-expressed。

除了提供一个新的视角对癌症的遗传基础,该研究的高通量基因筛查方法可能通知再生生物学的未来的工作。

“基因屏幕呈现的一个很好的机会,以探讨遗传网络有助于相关的细胞行为,例如生长,分化和生存,“说Naxerova现系统生物学中心的助理教授在马萨诸塞州综合医院。”这种方法可以帮助再生和发育生物学家系统绘制出遗传网络参与的形成特定的组织和操作这些基因更有效地成长不同的人体组织干细胞细胞。"

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