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胚胎干细胞、胚胎相关研究最新进展(2022年2月)

行业新闻 2024-01-27

  该文综述提出了该领域未来的研究方向。第一,需借助发育生物学、实验生物学等学科的新技术,以动态的视角来研究胚胎与环境的相互关系。第二,表型可塑性是胚胎应对环境变化的重要策略,了解表型可塑性的模式、机制、生态后果及进化意义是其重点方向。第三,将胚胎与环境互作对后代的影响与种群和群落动态进行有机连接是该领域面临的一大挑战,近期发展起来的生态机制模型是应对该挑战的一个重要研究手段。

  2022年02月14日报道,近日,复旦大学研究者在Adv. Sci杂志上发表了题为“Modeling Human Thyroid Development by Fetal Tissue-Derived Organoid Culture”的文章,该研究为人类甲状腺发育提供了细胞图谱和类器官模型,为甲状腺的研究和未来的医学研究提供了依据。 在本研究中作者建立了一个长期培养的人胎儿甲状腺类器官(hFTOs)系统,该系统保留了胎儿甲状腺谱系和分子特征,以及小鼠肾移植后产生功能性人类甲状腺滤泡的能力。

  【3】Cell Discovery:人类三原核胚胎中进行线粒体DNA碱基编辑取得成功

  2022年02月6日报道,近期,Cell Discovery 期刊发表了DdCBE-mediated mitochondrial base editing in human 3PN embryos 。通讯作者为:南京市妇幼保健院许争锋、沈斌、凌秀凤。该研究首次证明了在人类三原核(3PN)胚胎中进行DdCBE介导的线粒体DNA碱基编辑的可行性,表明在人类早期胚胎阶段对线粒体DNA致病突变进行校正的可能性。 该研究验证了DdCBE可以修复线粒体DNA中一系列致病性碱基突变,从而达到治疗的目的。但同时检测到了在三原核(3PN)胚胎的线粒体DNA中存在脱靶问题,虽然这些脱靶可能不足以产生表型,但这也提醒了我们DdCBE线粒体碱基编辑工具还需要进一步优化以满足临床要求。

  【4】Cell Discovery:实现在人类胚胎中的线日报道,近期,Cell Discovery 期刊发表了Human cleaving embryos enable efficient mitochondrial base-editing with DdCBE 。通讯作者为上海交通大学医学院附属国际和平妇幼保健院章美玲、李文,中科院脑科学与智能技术卓越创新中心杨辉。 该论文表明,DdCBE是一种有效的碱基编辑器,可在人类胚胎线粒体DNA中诱导点突变,并且在8细胞胚胎中的效率要高得多。8细胞注射方法可以帮助生成线粒体疾病模型以及衍生的胚胎干细胞,用于对线粒体DNA中与疾病相关的基因突变进行功能研究。

  【5】Science Advances:揭示DNA甲基化通过去记忆化构建早期胚胎发育的表观屏障

  2021年12月29日报道,近日,清华大学颉伟课题组在《Science Advances》期刊以长文形式在线发表了题为“DNA甲基化遗传和增强子去记忆化重塑表观屏障保障胚胎发育的研究论文。

  研究人员提出一个模型来解释哺乳动物和其他的脊椎动物为什么采用了不同的DNA甲基化重编程模式。哺乳动物和非哺乳动物可能都是通过改变DNA甲基化水平去除亲本记忆。哺乳动物通过大规模擦除基因组DNA甲基化去除亲本记忆,而斑马鱼等非哺乳动物则通过甲基化增强子区域来去除亲本记忆,最终都达到了重置发育时钟的目的。这项工作不仅回答了斑马鱼早期胚胎发育中DNA甲基化的调控作用,同时加深了我们对于细胞重编程以及全能性获取的理解。

  【6】EMBO Reports:揭示mTOR调控胚胎干细胞自我更新的新机制

  2021年12月14日报道,近日,中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员秦宝明实验室揭示mTOR调控胚胎干细胞自我更新的新机制,相关研究成果以The mTORC1-eIF4F axis controls paused pluripotency为题,发表在EMBO Reports上。该工作中,研究人员发现mTOR调控mESC自我更新主要来自mTORC1的作用,具体机制与全基因组转录无关,而主要通过翻译起始复合物eIF4F(eukaryotic translation initiation factor 4F)协同调控细胞质和线粒体的蛋白翻译实现。因此,内源mTORC1在mESC中维持自我更新而不参与维持多能性。此外,研究还发现在经典的血清培养条件下,eIF4F还调控多能性蛋白的翻译,该作用依赖于MEK/ERK通路而与mTORC1无关。

  【7】Science Advances:揭示哺乳动物早期胚胎发育表观遗传的进化调控规律

  2021年12月8日报道,清华大学生命学院颉伟课题组、北京农学院郭勇课题组与中国科学院动物研究所李伟课题组紧密合作,利用一系列表观遗传的分析技术,包括STAR ChIP-seq、CUT&RUN、STEM-seq,研究了人、牛、猪、大鼠和小鼠5个物种配子和早期胚胎中DNA甲基化组,以及一些重要的组蛋白修饰,包括H3K4me3、H3K27me3、H3K36me2和H3K36me3的模式和代间传递。通过整合不同维度的表观基因组信息并结合转录组数据,系统阐述了不同哺乳动物早期胚胎发育中表观遗传信息重编程的保守性和物种特异性。研究发现,没有一个单一物种的表观遗传重编程过程与人类完全相似。因此其他物种中得到的信息可能不能简单地外推至人类自身。在啮齿类动物(大鼠和小鼠)的卵母细胞中,DNA甲基化,包括母源印记区的DNA甲基化,是以一种转录依赖的模式建立的。但是,在人、牛和猪,尤其是后两者的卵母细胞中,转录和非转录区域都可以观察到广泛的高甲基化状态。牛和猪卵母细胞中的高DNA甲基化状态与H3K36me2和H3K36me3高度相关,这两种都是已知的在小鼠配子发生过程中可以介导DNA甲基化的组蛋白修饰。但是出乎意料的是,牛和猪卵母细胞中的H3K36me2和H3K36me3分布非常类似,这与啮齿类动物中的情况不同胚胎干细胞、胚胎相关研究最新进展(2022年2月),表明不同物种卵子中DNA甲基化从头建立的机制既有保守性也存在物种特异性。虽然牛和猪卵母细胞基因组处于广泛的高甲基化状态,但是也存在一些低甲基化的区域。这些区域CpG含量较高,长度通常在100 kb以上,甚至达到Mb级别。作者称这些区域为“CpG大陆(CpG continent,CGC)”,以便和通常的CpG岛(CpG island,CGI,平均长度~1000 bp)相区别。CGC在人,牛和猪的基因组中广泛存在,但是在大鼠和小鼠中几乎没有。CGC富集发育基因和一些关键基因调控序列 (如基因印记控制区),作者猜测CGC可能作为调控元件的“安全岛”,保护重要调控元件不被异常甲基化。值得一提的是,作者还系统鉴定了牛,猪和大鼠中可能的生殖系基因印记控制区ICR(germline ICR)位置。这些ICR信息将会对哺乳动物印记调控的研究提供重要研究参考。dLsct.com