Forscher schaffen ei und spermien vorläufer mit menschlichen embryonalen stammzellen


Forscher schaffen ei und spermien vorläufer mit menschlichen embryonalen stammzellen

In der Vergangenheit haben Forscher Vorläufer zu Ei und Spermien - genannt primordiale Keimzellen - mit Nagetierstammzellen erstellt. Jetzt haben Wissenschaftler von der Universität von Cambridge in Großbritannien und dem Weizmann-Institut in Israel diese Zellen erfolgreich mit menschlichen embryonalen Stammzellen und erwachsenen menschlichen Hautzellen hergestellt.

Forscher entdeckten, dass ein Gen namens SOX17 eine wichtige Rolle bei der Umwandlung von menschlichen Stammzellen in PGCs spielt. Die grünen Zellen in diesem Bild eines Embryoids sind SOX17 positiv.

Bildnachweis: Walfred Tang, Universität von Cambridge

Lead-Forscher Prof. Azim Surani, des Gurdon-Instituts an der University of Cambridge, und sein Team sagen, dass ihre Ergebnisse nicht nur Auswirkungen auf die Fruchtbarkeitsbehandlung haben, sondern sie könnten auch die Tür für neue Behandlungen für altersbedingte Krankheiten öffnen.

Darüber hinaus zeigt die Forschung erhebliche Unterschiede in der Embryo-Entwicklung zwischen Menschen und Nagetiere, nach dem Team, was bedeutet, Ergebnisse von Studien mit Mäusen und Ratten können nicht direkt auf Menschen gelten.

Die Forscher veröffentlichen ihre Erkenntnisse in der Zeitschrift Zelle .

Primordiale Keimzellen (PGCs) - Zellen, die Spermien und Ei werden - entstehen bei der frühen Entwicklung von Säugetieren. Wenn ein Säugetier reproduziert, übergeben PGCs genetische Daten an Nachkommen.

Prof. Surani und sein Team erklären, dass das Ei als Sperma ein Ei befruchtet, das Ei bildet eine Blastozyste - eine Gruppe von Zellen, die in den frühen Stadien eines Embryos entstanden ist. Einige Zellen in der Blastozyste bilden die innere Zellmasse, die zum Fötus wird. Andere Zellen in der Blastozyste bilden die äußere Zellwand, die zur Plazenta wird.

Laut den Forschern verwandeln sich Zellen in der inneren Zellmasse in Stammzellen, die in der Lage sind, jeder Zelltyp im Körper zu werden. Einige dieser Zellen verwandeln sich in PGCs.

"Die Schaffung von PGCs ist eine der frühesten Ereignisse während der frühen Säugetierentwicklung", sagt der erste Studienautor Dr. Naoko Irie, ebenfalls vom Gurdon Institute an der University of Cambridge. "Es ist eine Bühne, die wir mit den Stammzellen wiederhergestellt haben Von Mäusen und Ratten, aber bis jetzt haben wenige Forscher dies systematisch mit menschlichen Stammzellen durchgeführt."

SOX17 entscheidend für die Veränderung von menschlichen Stammzellen in PGCs

In ihrer Studie entdeckten Prof. Surani und sein Team, dass ein Gen namens SOX17 eine wichtige Rolle in einem Prozess namens "Spezifikation" spielt - transformierende menschliche Stammzellen in PGCs. Die bisherige Forschung hat festgestellt, dass SOX17 an der Veränderung der menschlichen Stammzellen in endodermale Zellen beteiligt ist, aber das Gen ist noch nie zuvor mit der PGC-Spezifikation verknüpft.

Das Mausäquivalent des SOX17-Gens ist jedoch nicht an der PGC-Spezifikation beteiligt. Das Team sagt, dass diese Feststellung große Unterschiede zwischen der embryonalen Entwicklung von Mäusen und Menschen zeigt.

"Es hat wichtige Unterschiede zwischen der Embryo-Entwicklung bei Menschen und Nagetieren hervorgehoben, die Ergebnisse bei Mäusen bedeuten können und Ratten nicht direkt auf den Menschen extrapoliert werden können", sagt Dr. Irie.

Die Forscher fanden heraus, dass sie auch in der Lage waren, PGCs unter Verwendung von reprogrammierten erwachsenen Zellen, einschließlich Hautzellen, zu erzeugen. Sie sagen, dass dieser Prozess die Tür zur Forschung auf patientenspezifischen Zellen öffnen kann, die das Verständnis der Unfruchtbarkeit, der menschlichen Keimbahn und der Keimzelltumoren erhöhen kann.

Befunde können das Wissen über ererbte epigenetische Mutationen erhöhen

Darüber hinaus sagt das Team, dass ihre Ergebnisse das Wissen darüber erhöhen können, wie Umweltfaktoren, die die Genaktivität beeinflussen können - wie Rauchen oder Diät - vererbt werden können.

Die Forscher erklären, dass Umweltfaktoren Gene durch Methylierung beeinflussen können - ein Prozess, bei dem Moleküle an DNA binden und die Genaktivität erhöhen oder reduzieren. Methylierungsmuster können an Nachkommen weitergegeben werden.

In dieser Studie identifizierte das Team einen Prozess, der solche Methylierungsmuster während der PGC-Spezifikation eliminiert. Sie bemerken jedoch, dass Spuren von Methylierungsmustern noch an die Nachkommen weitergegeben werden können.

In diesem Kommentar sagt Prof. Surani:

Keimzellen sind "unsterblich" in dem Sinne, dass sie eine dauerhafte Verbindung zwischen allen Generationen, die genetische Information von einer Generation zur nächsten.

Die umfassende Löschung epigenetischer Information sorgt dafür, dass die meisten, wenn nicht sogar alle epigenetischen Mutationen gelöscht werden, was die "Verjüngung" der Abstammung fördert und es erlaubt, endlose Generationen zu erzeugen. Diese Mechanismen sind von größerem Interesse für das Verständnis altersbedingter Krankheiten, die zum Teil auf kumulative epigenetische Mutationen zurückzuführen sind."

Früher in diesem Jahr, Medical-Diag.com Berichtete über eine Studie von Forschern aus dem Wellcome Trust Sanger Institute in Großbritannien, die eine wichtige "Sperma trifft Ei" Protein-Entdeckung.

Die Forschung folgte einer Studie von 2005, in der Wissenschaftler aus Japan ein Protein auf der Spermienoberfläche - genannt Izumo - gefunden haben, das das Ei zur Bildung eines Embryos erkennt. Das Sanger Institute Team fand das Protein auf dem Ei - genannt Juno - das erkennt das Sperma.

What you need to know about CRISPR | Ellen Jorgensen (Video Medizinische Und Professionelle 2019).

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