ヒトのセグメンテーションクロックを複製する 多能幹細胞

科学分野:

• 発達生物学
• 幹細胞生物学
• 遺伝学

背景:

• 多能幹細胞は胚形成と臓器形成の研究に 役立つツールです
• 現存する in vitro モデルは,人間のメソデルマの発達とパターンを完全に再現できるほど複雑ではない.
• 人間のソミトゲネシスとセグメンテーションクロックをモデル化するための強力な実験システムが必要でした.

研究 の 目的:

• 誘発性多能幹細胞 (iPSC) を用いてヒトのセグメンテーションクロックとソミトゲネシスをモデル化する.
• 人間の軸性骨格の発達に伴う分子メカニズムを調査する.
• セグメンテーションクロック機能と関連疾患における遺伝子特有の役割を探求する.

主な方法:

• 人間のiPSCから段階的に presomitic mesodermをインビトロで誘導する.
• コアセグメンテーションクロック遺伝子振動の分析 (例えば,HES7,DKK1)
• 疾患に関連する遺伝子 (HES7,LFNG,DLL3,MESP2) を研究するためのiPSCにおけるCRISPR-Cas9ゲノム編集.

主要な成果:

• 約5時間の周期で人間のセグメンテーションクロックのモデルを確立しました.
• 動的,移動する波のような遺伝子発現パターンが人間のプレソミット性メソデームで観察された.
• 人間とマウスのモデル間で保存された種特有の振動性遺伝子を特定した.
• 患者に由来するiPSCの振動,同期,分化に対する遺伝子特有の効果が実証された.

結論:

• この研究は,ヒトのセグメンテーションクロックとソミトゲネシスの機能モデルを提供します.
• 発見は脊椎動物の軸性骨格のパターニングに関与する分子経路を明らかにした.
• この研究は,脊椎分断の欠陥の病原性についての洞察を提供します.