這種微小的水是一種與水母和珊瑚有關(guān)的淡水無脊椎動物，具有驚人的更新細胞和再生受損組織的能力。水量減半，幾天就能讓身體和神經(jīng)系統(tǒng)再生。加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員現(xiàn)在追蹤水腫細胞的命運，并揭示三系干細胞如何變成神經(jīng)、肌肉或其他組織。
加州大學(xué)戴維斯分校分子和細胞生物學(xué)系助理教授斯特凡西伯特(Stefan Siebert)和他的同事，包括哈佛大學(xué)博士后杰夫法雷爾(Jeff Farrell)和塞利納胡利亞諾()，對25000個個體水螅細胞的RNA轉(zhuǎn)錄本進行了測序，從而追蹤幾乎所有基因的遺傳位點所區(qū)分的細胞類型。
朱利亞諾說：“單細胞測序的美妙之處以及它對發(fā)育生物學(xué)家如此重要的原因在于，我們實際上可以捕捉到細胞從干細胞分化成不同細胞類型時表達的基因。”
這項研究為發(fā)育生物學(xué)家提供了九頭蛇三種干細胞發(fā)育譜系的高分辨率圖譜。希伯特說，該數(shù)據(jù)集將有助于研究人員了解進化早期存在的調(diào)節(jié)基因網(wǎng)絡(luò)，這些基因在包括人類在內(nèi)的許多動物中都有發(fā)現(xiàn)。例如，了解水腫如何再生整個神經(jīng)系統(tǒng)，可以幫助我們更好地了解人類的神經(jīng)退行性疾病。
三系干細胞的再生
九頭蛇不斷更新來自三個不同干細胞群體的細胞。研究人員分析了單個水細胞的信使核糖核酸分子組，稱之為轉(zhuǎn)錄組，并根據(jù)細胞表達的基因?qū)毎M行了分組。然后，他們可以建立一個決策樹來顯示每個干細胞譜系如何產(chǎn)生不同的細胞類型和組織。例如，間充質(zhì)干細胞譜系在動物的觸角中產(chǎn)生神經(jīng)細胞、腺細胞和刺細胞。
朱利亞諾說：“通過為間質(zhì)譜系建立決策樹，我們意外地發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)元和腺體細胞的分化途徑具有共同細胞狀態(tài)的證據(jù)?！薄耙虼耍?
單細胞分子圖譜還使胡利亞諾和他的同事能夠識別可能控制這些決策過程的基因，這將是未來研究的重點。
研究人員對水A再生神經(jīng)系統(tǒng)的能力特別感興趣，這可以為治療人類創(chuàng)傷或退行性疾病提供見解。
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