Informasi

Diferensiasi sel dengan salinan non-identik

Diferensiasi sel dengan salinan non-identik



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Pada prinsipnya ada dua cara agar dua sel dengan sel induk yang sama dapat berdiferensiasi/mengkhususkan diri/berdivergensi:

  1. Karena mereka bukan salinan identik yang sempurna (= berbeda intern faktor yang mempengaruhi). Saya secara eksplisit tidak bermaksud "tidak identik pada tingkat DNA", tetapi pada tingkat komponen seluler lainnya!

  2. Karena mereka terpapar berbeda luar faktor yang mempengaruhi (kimia, mekanik).

Dapatkah dikatakan, manakah di antara dua penyebab diferensiasi sel ini yang lebih umum, sering, resp. "penting"? Atau apakah itu sepenuhnya tergantung pada sel (jenis ibu) dan beberapa keadaan umum?

Jika faktor internal (= salinan non-identik) merupakan sumber diferensiasi yang penting, saya memiliki dua pertanyaan (opsional):

  1. Bagaimana sel induk berhasil membelah menjadi dua salinan non-identik dengan cara yang agak disesuaikan dan deterministik? Atau apakah ada asimetri yang cukup?

  2. Manakah sel pertama (dimulai dengan zigot) yang membelah menjadi dua sel yang tidak identik, cukup berbeda untuk menghasilkan diferensiasi? (Dari jawaban ini saya yakin telah mengetahui bahwa ini mungkin sudah terjadi setelah 1-4 divisi.)


Saya menemukan sebagian jawaban untuk pertanyaan saya dan pertanyaan ini di Quora:

Apa yang mengatur diferensiasi sel awal?

Ian Driver berkata:

Pada banyak organisme, sel awal memiliki mRNA (atau protein) yang dipartisi dalam setengah zigot. Satu sel anak mewarisi sebagian besar mRNA atau protein dan terus mengaktifkan atau menekan gen di sel itu, tetapi tidak di sel lainnya. Ini telah divisualisasikan dan dipelajari dengan baik di C. elegans: Pembelahan sel asimetris dan pembentukan sumbu dalam embrio.


Pertanyaan ini agak buruk. Ada faktor internal umum yang mempengaruhi yang tidak terkait dengan replikasi yang tidak tepat, paling umum:

Metilasi. Penambahan gugus metil ke daerah DNA menghambat transkripsi RNA dari daerah itu.

Pencetakan. Tidak dapat mengingat dengan tepat bagaimana ini bekerja tetapi ini adalah mekanisme lain untuk mengaktifkan/menonaktifkan gen.

Struktur histone (pembungkus/pembukaan). DNA melingkar erat di sekitar histon lebih tidak mungkin untuk ditranskripsi.

Faktor eksternal yang mempengaruhi termasuk pensinyalan sel, deteksi substrat, dan pensinyalan endokrin skala besar. Yang paling penting adalah faktor pertumbuhan dan penghambat pertumbuhan (yang memberi tahu sel jika mereka perlu bereplikasi dengan cepat (memperbaiki kerusakan/pertumbuhan skala besar) atau memperlambat replikasi (kepadatan). Faktor eksternal lainnya dapat mencakup metabolisme (menghasilkan enzim pencernaan ini saat terpapar makanan ini) atau sinyal endokrin.

Salinan non-identik pada tingkat DNA (mutasi) untungnya relatif jarang dalam praktik, terutama di antara spesies tingkat tinggi dengan rentang hidup yang lebih lama.


Generasi dan karakterisasi garis sel stroma mesenkim manusia yang diabadikan

Sel stroma mesenkim manusia (hMSCs) menunjukkan potensi besar untuk penggunaan klinis dan eksperimental karena kapasitasnya untuk memperbarui diri dan berdiferensiasi menjadi beberapa garis keturunan mesenkim. Namun, kerugian dari kultur primer hMSC adalah umur in vitro yang terbatas, dan sifat variabel sel dari donor yang berbeda dan dari waktu ke waktu dalam kultur. Dalam artikel ini, kami menjelaskan generasi garis sel mesenkimal stroma sumsum tulang manusia yang diturunkan dari telomerase, dan karakterisasi rincinya setelah kultur jangka panjang (hingga 155 penggandaan populasi). Garis sel yang dihasilkan, iMSC # 3, mempertahankan fenotipe seperti fibroblas yang sebanding dengan bagian awal hMSC primer, dan tidak menunjukkan perbedaan besar dari hMSC mengenai ekspresi penanda permukaan. Lebih lanjut, iMSC#3 memiliki kariotipe normal, dan hibridisasi genomik komparatif array resolusi tinggi mengkonfirmasi jumlah salinan normal. Profil ekspresi gen dari hMSC yang diabadikan dan primer juga serupa, sedangkan profil metilasi DNA yang sesuai lebih beragam. Sel-sel juga memiliki karakteristik proliferasi yang sebanding dengan hMSC primer dan mempertahankan kapasitas untuk berdiferensiasi menjadi osteoblas dan adiposit. Karakterisasi rinci transkriptom mRNA dan microRNA selama diferensiasi adiposit juga menunjukkan bahwa iMSC#3 merekapitulasi proses ini pada tingkat molekuler. Singkatnya, sel mesenkim yang diabadikan mewakili sistem model yang berharga yang dapat digunakan untuk studi gen kandidat dan perannya dalam diferensiasi atau transformasi onkogenik, dan studi dasar biologi mesenkim.

Angka

Analisis morfologi, tingkat proliferasi,…

Analisis morfologi, tingkat proliferasi, penanda permukaan, dan ekspresi ektopik TERT .…

Analisis ekspresi gen di seluruh genom…

Analisis ekspresi gen di seluruh genom dan metilasi DNA iMSC#3 dan hMSCs primer.…

Diferensiasi osteoblas iMSC#3. (A)…

Diferensiasi osteoblas iMSC#3. (A) Sel iMSC#3 dibedakan selama 28 hari sebelum…

Diferensiasi adiposit iMSC#3. (A)…

Diferensiasi adiposit iMSC#3. (A) Sel iMSC#3 dibedakan selama 21 hari sebelum…

Urutan throughput tinggi miRNA selama…

Urutan throughput tinggi miRNA selama adipogenesis iMSC#3. (A) Dua puluh lima paling atas- dan…


Diferensiasi sel dengan salinan non-identik - Biologi

Unit 1: Organisasi tubuh manusia 1 2 3 4 5

3. Variasi dan diferensiasi sel

Tubuh manusia memiliki jumlah sel yang sangat banyak. Jumlah pastinya tidak diketahui, tetapi diperkirakan mendekati 70 juta juta.

Meskipun semua sel tubuh kita memiliki struktur yang serupa, mereka tidak identik.

Ada perbedaan di antara mereka tentang bentuk, ukuran, fungsi, dll.

Tampaknya ada hampir 250 jenis sel dalam tubuh manusia.

Karakteristik setiap jenis sel tergantung pada fungsinya, jaringan yang menjadi bagiannya dan sel-sel di sekitarnya.

Ketika seseorang berkembang dan tumbuh, sel membelah dan bertambah jumlahnya. Selain itu sel-sel ini berubah dan mengambil karakteristik tertentu tentang bentuk, ukuran, organel, dll, yang membuat mereka sangat mampu melakukan fungsi tertentu. Proses ini disebut diferensiasi seluler atau spesialisasi.

KEGIATAN MEMBACA

Setelah membaca teks, salin dan jawab pertanyaan berikut ke dalam buku catatan Anda:

Ingat: Anda harus membuat kalimat lengkap.

3.1. Apa alasan dari banyaknya variasi jenis seluler?

dalam tubuh manusia?

3.2. Apakah mungkin untuk melihat ovula manusia dengan mata telanjang?


Peran DNA dan RNA dalam Diferensiasi Sel

Dexoyribonucleic Acid, atau DNA, mengontrol cara sel berfungsi. Ini juga menentukan jenis sel khusus apa yang akan dibuat. Sel induk adalah sel yang memiliki kemampuan untuk menjadi semua jenis sel khusus dalam tubuh. Setelah sel telur dan sel sperma bersatu untuk mulai membentuk organisme baru, semua DNA di setiap sel organisme itu akan hampir identik. Jika setiap bagian DNA pada setiap sel adalah sama, lalu bagaimana sel menjadi jenis sel yang berbeda? Mari kita lihat lebih dekat pada DNA untuk mengetahuinya.

DNA dililit erat ke dalam kromosom. Daerah yang berbeda dari kode kromosom untuk setiap fungsi dan jenis sel yang berbeda. Tidak semua bagian kromosom dihidupkan, atau diekspresikan, pada saat yang bersamaan. Hanya daerah yang diperlukan untuk melakukan fungsi tertentu yang diekspresikan dalam setiap sel. Daerah ini sering digambarkan sebagai pita atau garis pada gambar kromosom. Pita-pita ini disebut gen, dan apakah suatu gen diekspresikan atau tidak menentukan jenis sel apa yang akan dibuat. Misalnya, gen yang diekspresikan (dihidupkan) dalam sel saraf berbeda dengan gen yang diekspresikan dalam sel otot. Kedua sel memiliki DNA yang sama, tetapi mengekspresikan gen yang berbeda menghasilkan jenis sel yang berbeda.

Proses dimana informasi dari gen digunakan untuk membuat struktur sel disebut ekspresi gen. Karena RNA menerjemahkan dan menyalin kode DNA menjadi protein (struktur sel), ia juga berperan dalam diferensiasi sel.


Diferensiasi langsung sel T regulator dari sel T naif dan pencegahan ketidakstabilan yang dimediasi peradangan menggunakan molekul kecil

E. Hajizadeh-Saffar, Departemen Kedokteran Regeneratif, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran.

H. Baharvand, Departemen Sel Punca dan Biologi Perkembangan, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran.

Departemen Kedokteran Regeneratif, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran

Korespondensi: B. Negahdari, Departemen Bioteknologi Medis, School of Advanced Technologies in Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran

E. Hajizadeh-Saffar, Departemen Kedokteran Regeneratif, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran.

H. Baharvand, Departemen Sel Punca dan Biologi Perkembangan, Pusat Penelitian Sains Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran.

Columbia Center for Translational Immunology, Department of Medicine, Columbia University College of Physicians and Surgeons, New York, NY, USA

Departemen Sel Punca dan Biologi Perkembangan, Pusat Penelitian Sains Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran

Departemen Kedokteran Regeneratif, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran

Departemen Sel Punca dan Biologi Perkembangan, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran

Departemen Biologi Perkembangan, Universitas Sains dan Budaya, Teheran, Iran

Korespondensi: B. Negahdari, Departemen Bioteknologi Medis, School of Advanced Technologies in Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran

E. Hajizadeh-Saffar, Departemen Kedokteran Regeneratif, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran.

H. Baharvand, Departemen Sel Punca dan Biologi Perkembangan, Pusat Penelitian Sains Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran.

Departemen Bioteknologi Medis, Sekolah Teknologi Canggih dalam Kedokteran, Universitas Ilmu Kedokteran Teheran, Teheran, Iran

Pusat Penelitian Mikrobiologi Klinis, Universitas Ilmu Kedokteran Ilam, Ilam, Iran

Departemen Bioteknologi Medis, Sekolah Teknologi Canggih dalam Kedokteran, Universitas Ilmu Kedokteran Teheran, Teheran, Iran

Korespondensi: B. Negahdari, Departemen Bioteknologi Medis, School of Advanced Technologies in Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran

E. Hajizadeh-Saffar, Departemen Kedokteran Regeneratif, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran.

H. Baharvand, Departemen Sel Punca dan Biologi Perkembangan, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran.

Departemen Kedokteran Regeneratif, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran

Korespondensi: B. Negahdari, Departemen Bioteknologi Medis, School of Advanced Technologies in Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran

E. Hajizadeh-Saffar, Departemen Kedokteran Regeneratif, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran.

H. Baharvand, Departemen Sel Punca dan Biologi Perkembangan, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran.

Columbia Center for Translational Immunology, Department of Medicine, Columbia University College of Physicians and Surgeons, New York, NY, USA

Departemen Sel Punca dan Biologi Perkembangan, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran

Departemen Kedokteran Regeneratif, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran

Departemen Sel Punca dan Biologi Perkembangan, Pusat Penelitian Sains Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran

Departemen Biologi Perkembangan, Universitas Sains dan Budaya, Teheran, Iran

Korespondensi: B. Negahdari, Departemen Bioteknologi Medis, School of Advanced Technologies in Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran

E. Hajizadeh-Saffar, Departemen Kedokteran Regeneratif, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran.

H. Baharvand, Departemen Sel Punca dan Biologi Perkembangan, Pusat Penelitian Ilmu Sel, Institut Royan untuk Biologi dan Teknologi Sel Punca, ACECR, Teheran, Iran.

Ringkasan

Peraturan T (Treg) terapi sel adalah pendekatan yang menjanjikan untuk induksi toleransi imun dalam kondisi autoimunitas dan transplantasi sel/organ. Hasil isolasi yang tidak mencukupi dan pengotor selama proses hilir dan Treg ketidakstabilan setelah transfer adopsi dalam kondisi inflamasi adalah keterbatasan utama untuk Treg terapi, dan menunjukkan pentingnya mencari metode yang valid dan andal untuk de-novo generasi Treg. Dalam penelitian ini, kami mengevaluasi Treg-sel mirip yang diperoleh dari T . yang berbedareg protokol diferensiasi dalam hal hasil, kemurnian dan aktivitasnya. Diferensiasi dilakukan pada sel CD4 + naif dan CD4 + /T naifreg kultur bersama dengan menggunakan tiga protokol berbeda – ekspresi ektopik dari protein kotak forkhead P3 (E-FoxP3), faktor pertumbuhan transformasi terlarut (S-TGF) dan molekul kecil [N-asetil puromisin dan SR1555 (N-Ac/SR)] . Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil yang tinggi dari populasi homogen TregSel-sel serupa dapat dicapai dengan metode N-Ac/SR di bawah kondisi polarisasi T helper tipe 17 (Th17), khususnya interleukin (IL)-6 dan TGF-β, jika dibandingkan dengan E-FoxP3 dan S-TGF metode. Anehnya, SR sepenuhnya menghambat diferensiasi sel penghasil IL-17 dan memfasilitasi Treg generasi dalam kondisi inflamasi dan memiliki aktivitas yang sangat menekan terhadap proliferasi sel T tanpa Treg-Demetilasi wilayah demethylase (TSDR) spesifik. Untuk pertama kalinya, sepengetahuan kami, kami melaporkan generasi T . murni yang efisienreg-seperti sel dengan menggunakan molekul kecil selama in-vitro kondisi inflamasi. Hasil kami menunjukkan bahwa metode N-Ac/SR memiliki beberapa keuntungan untuk Treg generasi bila dibandingkan dengan metode lain, termasuk kemurnian T . yang lebih tinggireg, prosedur yang lebih mudah, aktivitas supresif yang unggul selama kondisi inflamasi dan penurunan biaya.

Gambar. S1. Tingkat yang berbeda dari protein kotak forkhead P3 (FoxP3) + sel dalam konsentrasi IL-2 yang berbeda. Kelimpahan sel FoxP3 + setelah aktivasi sel T naif untuk 1:3 sel/manik pada 100 dan 200 IU/ml IL-2 sebagaimana dianalisis dengan flow cytometry.

Gambar. S2. Optimalisasi metode transduksi yang efisien. Transduksi ganda dilakukan untuk mendapatkan tingkat transduksi yang tinggi. Tingkat yang berbeda dari protein kotak forkhead P3 (FoxP3) + sel dalam konsentrasi IL-2 yang berbeda. Kelimpahan sel FoxP3 + setelah aktivasi sel T naif untuk 1:3 sel/manik pada 100 dan 200 IU/ml IL-2 sebagaimana dianalisis dengan flow cytometry.

Gambar. S3. Perbandingan persentase sel seperti Treg di E-FoxP3 dan kontrol, kelompok vektor kontrol.

Gambar. S4. Regulatory T (Treg) sel generasi dari sel T naif melalui kombinasi molekul kecil. (a) Persentase fenotipe sel T (Treg) pengatur sebagaimana ditentukan oleh flow cytometry. (b) Perbandingan aktivitas penekan antara kelompok N-asetil puromisin dan SR1555 (N-Ac/SR) dan kelompok kontrol. Sel T (Tconv) konvensional adalah kontrol negatif.

Gambar S5. Plot representatif dari aktivitas supresif.

Gambar S6. CD4 + CD25 + FoxP3 + generasi sel T (Treg) regulator selama kultur sel naif / Treg. Tingkat sel FoxP3 + serupa pada kelompok TGF-β (S-TGF) dan N-asetil puromisin dan SR1555 (N-Ac/SR) terlarut. Kombinasi molekul kecil secara signifikan meningkatkan level protein kotak garpu P3 (FoxP3) + dibandingkan dengan kelompok kontrol.

Harap diperhatikan: Penerbit tidak bertanggung jawab atas konten atau fungsi dari informasi pendukung apa pun yang diberikan oleh penulis. Setiap pertanyaan (selain konten yang hilang) harus diarahkan ke penulis yang sesuai untuk artikel tersebut.


Regulasi langsung dan tidak langsung diferensiasi sel T helper folikel dalam peradangan dan kanker

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Immunochina Pharmaceuticals Co., Ltd., No. 80, Jalan Xingshikou, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Laboratorium Kunci Negara Patogen dan Biosekuriti, Institut Mikrobiologi dan Epidemiologi Beijing, No. 20, Jalan Timur, Distrik Fengtai, Beijing, Cina

Korespondensi Yujing Bi, Laboratorium Kunci Negara Patogen dan Biosekuriti, Institut Mikrobiologi dan Epidemiologi Beijing, Beijing, 100071, Cina.

Guangwei Liu, Laboratorium Utama Proliferasi Sel dan Biologi Regulasi, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, Beijing, 100875, Cina.

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Korespondensi Yujing Bi, Laboratorium Kunci Negara Patogen dan Biosekuriti, Institut Mikrobiologi dan Epidemiologi Beijing, Beijing, 100071, Cina.

Guangwei Liu, Laboratorium Utama Proliferasi Sel dan Biologi Regulasi, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, Beijing, 100875, Cina.

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Immunochina Pharmaceuticals Co., Ltd., No. 80, Jalan Xingshikou, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Laboratorium Kunci Negara Patogen dan Biosekuriti, Institut Mikrobiologi dan Epidemiologi Beijing, No. 20, Jalan Timur, Distrik Fengtai, Beijing, Cina

Korespondensi Yujing Bi, Laboratorium Kunci Negara Patogen dan Biosekuriti, Institut Mikrobiologi dan Epidemiologi Beijing, Beijing, 100071, Cina.

Guangwei Liu, Laboratorium Utama Proliferasi Sel dan Biologi Regulasi, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, Beijing, 100875, Cina.

Laboratorium Utama Biologi Proliferasi dan Regulasi Sel, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, No. 19, Jalan Xinjiekouwai, Distrik Haidian, Beijing, Cina

Korespondensi Yujing Bi, Laboratorium Kunci Negara Patogen dan Biosekuriti, Institut Mikrobiologi dan Epidemiologi Beijing, Beijing, 100071, Cina.

Guangwei Liu, Laboratorium Utama Proliferasi Sel dan Biologi Regulasi, Kementerian Pendidikan, Institut Biologi Sel, Sekolah Tinggi Ilmu Hayati, Universitas Normal Beijing, Beijing, 100875, Cina.

Yejin Cao, Lin Dong, Ying He, dan Xuelian Hu memberikan kontribusi yang sama untuk pekerjaan ini sebagai penulis pendamping pertama.

Abstrak

Sel T helper (Tfh) folikel memainkan peran penting dalam memfasilitasi diferensiasi sel B dan menginduksi respon antibodi pada imunitas humoral dan penyakit inflamasi terkait imun, termasuk infeksi, penyakit autoimun, dan kanker. Namun, diferensiasi sel Tfh terutama dicapai melalui regulasi diferensiasi mandiri dan mekanisme regulasi tidak langsung sel penyaji antigen (APC). Selama diferensiasi intrinsik langsung sel CD4 + T naif menjadi sel Tfh, Bcl-6, sebagai faktor transkripsi karakteristik, memainkan peran inti regulasi transkripsi. APC secara tidak langsung mendorong diferensiasi sel Tfh terutama dengan mengubah mekanisme sekresi sitokin. Perubahan sinyal metabolik juga sangat terlibat dalam diferensiasi sel Tfh. Ulasan ini merangkum kemajuan terbaru dalam memahami sinyal regulasi langsung dan tidak langsung serta mekanisme metabolisme diferensiasi dan fungsi sel Tfh pada penyakit terkait imun.


Meninjau Kembali Fungsi Mitokondria dan Metabolisme dalam Sel Punca Pluripoten: Di Mana Posisi Kita dalam Penyakit Neurologis?

Sel induk pluripoten (PSC) adalah alat seluler yang kuat yang dapat menghasilkan semua jenis sel tubuh yang berbeda, dan dengan demikian mengatasi akses yang sering terbatas ke jaringan penyakit manusia, ini menjadi sangat relevan ketika bertujuan untuk menyelidiki fungsi seluler (dis) pada penyakit yang mempengaruhi sistem syaraf pusat. Studi terbaru menunjukkan bahwa PSC dan sel yang berdiferensiasi menunjukkan perubahan fungsi mitokondria dan profil metabolisme serta produksi spesies oksigen reaktif. Hal ini menimbulkan paradigma yang muncul tentang peran mitokondria dalam biologi sel induk dan mendesak kebutuhan untuk mengidentifikasi jalur mitokondria yang terlibat dalam proses ini. Dalam hal ini, ulasan ini berfokus pada profil metabolisme PSC dan bagaimana fungsi mitokondria dapat memengaruhi proses pemrograman ulang dan diferensiasi. Memang, baik sel punca embrionik (ESC) dan sel punca pluripoten terinduksi (iPSCs) mendukung jalur glikolitik sebagai sumber utama produksi energi daripada fosforilasi oksidatif. Mitokondria PSC dicirikan oleh bentuk bulat, jumlah salinan DNA mitokondria yang rendah, dan keadaan hiperpolarisasi. Memang, mitokondria tampaknya memiliki peran penting dalam memprogram ulang iPSC, dalam mempertahankan status pluripoten, dan dalam diferensiasi. Selain itu, peningkatan fosforilasi oksidatif mitokondria harus terjadi agar diferensiasi berhasil. Oleh karena itu, diferensiasi in vitro sel induk saraf (NSC) menjadi neuron dapat dikompromikan jika mekanisme tersebut terganggu. Penelitian di masa depan harus menjelaskan bagaimana kerusakan mitokondria yang terjadi pada tahap saraf pra diferensiasi (misalnya, pada NSC atau neuron prematur) dapat berkontribusi untuk etiopatogenesis gangguan perkembangan saraf dan neurologis.

Kata kunci: Sel punca embrionik Metabolisme energi Glikolisis Sel punca pluripoten terinduksi (iPS) Mitokondria Penyakit neurodegeneratif Gangguan neuropsikiatri Sel punca pluripoten.


Abstrak

Peran cyclin dan mitra katalitiknya, cyclin-dependent kinases (CDKs), sebagai komponen inti dari mesin yang mendorong perkembangan siklus sel sudah mapan. Semakin banyak bukti menunjukkan bahwa siklin mamalia dan CDK juga menjalankan fungsi penting dalam proses seluler lainnya, seperti transkripsi, perbaikan kerusakan DNA, kontrol kematian sel, diferensiasi, respons imun, dan metabolisme. Beberapa fungsi non-kanonik ini dilakukan oleh siklin atau CDK, terlepas dari pasangan siklus sel masing-masing, menunjukkan bahwa ada perbedaan substansial dalam fungsi protein ini selama evolusi.


Isi

Spesies tumbuhan yang mewakili semua kelompok tumbuhan darat utama telah terbukti mampu menghasilkan kalus dalam kultur jaringan. [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] Kultur sel kalus biasanya dipertahankan pada media gel. Media induksi kalus terdiri dari agar-agar dan campuran makronutrien dan mikronutrien untuk jenis sel tertentu. Ada beberapa jenis campuran garam basal yang digunakan dalam kultur jaringan tanaman, tetapi yang paling terkenal adalah media Murashige dan Skoog yang dimodifikasi, [13] media White, [14] dan media tanaman berkayu. [15] Vitamin juga diberikan untuk meningkatkan pertumbuhan seperti vitamin Gamborg B5. [16] Untuk sel tumbuhan, pengayaan dengan nitrogen, fosfor, dan kalium sangat penting. Kalus tumbuhan biasanya berasal dari jaringan somatik. Jaringan yang digunakan untuk memulai pembentukan kalus tergantung pada spesies tanaman dan jaringan mana yang tersedia untuk kultur eksplan. Sel-sel yang menimbulkan kalus dan embrio somatik biasanya mengalami pembelahan cepat atau sebagian tidak berdiferensiasi seperti jaringan meristematik. Di alfalfa, Medicago truncatula, namun kalus dan embrio somatik berasal dari sel mesofil yang mengalami dediferensiasi. [17] Hormon tanaman digunakan untuk memulai pertumbuhan kalus.

Rasio auksin terhadap sitokinin spesifik dalam media kultur jaringan tanaman menimbulkan massa sel kalus yang tumbuh dan membelah tidak teratur. Kultur kalus sering secara luas diklasifikasikan sebagai kompak atau rapuh. Kapalan yang rapuh mudah lepas, dan dapat digunakan untuk menghasilkan kultur suspensi sel. Kalus dapat langsung mengalami organogenesis dan/atau embriogenesis langsung dimana sel-sel akan membentuk tumbuhan yang sama sekali baru. Proses ini dikenal sebagai kultur kalus. [ kutipan diperlukan ]

Kalus dapat menjadi coklat dan mati selama kultur, terutama karena oksidasi senyawa fenolik. Di dalam Jarak pagar sel kalus, sel kalus kecil yang terorganisir menjadi tidak teratur dan bervariasi ukurannya setelah terjadi pencoklatan. [18] Pencoklatan juga telah dikaitkan dengan oksidasi dan senyawa fenolik di kedua jaringan eksplan dan sekresi eksplan. [19] Dalam beras, mungkin, suatu kondisi yang menguntungkan untuk induksi kalus skutellar menginduksi nekrosis juga. [20]

Sel kalus belum tentu homogen secara genetik karena kalus sering dibuat dari jaringan struktural, bukan sel individu. [ klarifikasi diperlukan ] Namun demikian, sel-sel kalus sering dianggap cukup mirip untuk analisis ilmiah standar yang akan dilakukan seolah-olah pada satu subjek. Sebagai contoh, sebuah eksperimen mungkin memiliki setengah kalus yang menjalani perlakuan sebagai kelompok eksperimen, sedangkan separuh lainnya menjalani perlakuan serupa tetapi non-aktif sebagai kelompok kontrol.

Kapalan tanaman yang berasal dari berbagai jenis sel dapat berdiferensiasi menjadi tanaman utuh, suatu proses yang disebut regenerasi, melalui penambahan hormon tanaman ke dalam media kultur. Kemampuan ini disebut dengan totipotensi. Regenerasi seluruh tanaman dari satu sel memungkinkan peneliti transgenik untuk mendapatkan tanaman utuh yang memiliki salinan transgen di setiap sel. Regenerasi seluruh tanaman yang memiliki beberapa sel yang diubah secara genetik dan beberapa sel yang tidak diubah menghasilkan chimera. Secara umum, chimera tidak berguna untuk penelitian genetik atau aplikasi pertanian.

Gen dapat dimasukkan ke dalam sel kalus menggunakan pemboman biolistik, juga dikenal sebagai senjata gen, atau Agrobacterium tumefaciens. Sel yang menerima gen yang diinginkan kemudian dapat dipulihkan menjadi tanaman utuh menggunakan kombinasi hormon tanaman. Seluruh tanaman yang dipulihkan dapat digunakan untuk menentukan fungsi gen secara eksperimental, atau untuk meningkatkan sifat tanaman tanaman untuk pertanian modern.

Kalus adalah penggunaan khusus dalam mikropropagasi di mana ia dapat digunakan untuk menumbuhkan salinan tanaman yang identik secara genetik dengan karakteristik yang diinginkan.

Henri-Louis Duhamel du Monceau menyelidiki respons penyembuhan luka pada pohon elm, dan merupakan orang pertama yang melaporkan pembentukan kalus pada tanaman hidup. [21]

Pada tahun 1908, E. F. Simon mampu menginduksi kalus dari batang poplar yang juga menghasilkan akar dan tunas. [22] Laporan pertama tentang induksi kalus in vitro berasal dari tiga peneliti independen pada tahun 1939. [23] P. White diinduksi kalus yang berasal dari jaringan prokambial yang mengembangkan tumor dari hibrida Nicotiana glauca yang tidak memerlukan suplementasi hormon. [14] Gautheret dan Nobecourt mampu mempertahankan kultur kalus wortel menggunakan penambahan hormon auksin. [ kutipan diperlukan ]


Isi

Jenis sel yang bereplikasi yang telah dipelajari secara ekstensif pada organisme model

Organisme Jenis sel Fungsi biologis Kutipan
terbang jaringan larva (termasuk kelenjar ludah) sekresi, embriogenesis [6]
terbang folikel ovarium, sel perawat nutrisi, perlindungan oosit [7]
hewan pengerat megakariosit pembentukan trombosit [8]
hewan pengerat hepatosit regenerasi [9]
hewan pengerat sel raksasa trofoblas perkembangan plasenta, nutrisi embrio [10]
tanaman trikoma pertahanan dari herbivora, homeostasis [11]
tanaman sel epidermis daun ukuran daun, struktur [12]
tanaman endosperma nutrisi embrio [13]
nematoda hipodermis sekresi, ukuran tubuh [14]
nematoda usus tidak dikenal [15]

Endoreplikasi, endomitosis, dan politenisasi adalah tiga proses yang agak berbeda yang menghasilkan poliploidisasi sel dengan cara yang diatur. Dalam sel endoreplikasi melewatkan fase M sepenuhnya, menghasilkan sel poliploid berinti tunggal. Endomitosis adalah jenis variasi siklus sel di mana mitosis dimulai, tetapi beberapa proses tidak selesai. Bergantung pada seberapa jauh sel berkembang melalui mitosis, ini akan menimbulkan sel poliploid berinti tunggal atau berinti dua. Politenisasi muncul dengan under atau overamplification dari beberapa daerah genom, menciptakan kromosom polytene. [3] [4]

Berdasarkan beragam jenis sel di mana endoreplikasi terjadi, berbagai hipotesis telah dihasilkan untuk menjelaskan pentingnya fungsional dari fenomena ini. [1] [2] Sayangnya, bukti eksperimental untuk mendukung kesimpulan ini agak terbatas:

Ukuran sel/organisme Sunting

Cell ploidy often correlates with cell size, [12] [14] and in some instances, disruption of endoreplication results in diminished cell and tissue size [16] suggesting that endoreplication may serve as a mechanism for tissue growth. Relative to mitosis, endoreplication does not require cytoskeletal rearrangement or the production of new cell membrane and it often occurs in cells that have already differentiated. As such it may represent an energetically efficient alternative to cell proliferation among differentiated cell types that can no longer afford to undergo mitosis. [17] While evidence establishing a connection between ploidy and tissue size is prevalent in the literature, contrary examples also exist. [18]

Cell differentiation Edit

In developing plant tissues the transition from mitosis to endoreplication often coincides with cell differentiation and morphogenesis. [18] However it remains to be determined whether endoreplication and polypoidy contribute to cell differentiation or vice versa. Targeted inhibition of endoreplication in trichome progenitors results in the production of multicellular trichomes that exhibit relatively normal morphology, but ultimately dedifferentiate and undergo absorption into the leaf epidermis. [19] This result suggests that endoreplication and polyploidy may be required for the maintenance of cell identity.

Oogenesis and embryonic development Edit

Endoreplication is commonly observed in cells responsible for the nourishment and protection of oocytes and embryos. It has been suggested that increased gene copy number might allow for the mass production of proteins required to meet the metabolic demands of embryogenesis and early development. [1] Consistent with this notion, mutation of the Myc oncogene in Drosophila follicle cells results in reduced endoreplication and abortive oogenesis. [20] However, reduction of endoreplication in maize endosperm has limited effect on the accumulation of starch and storage proteins, suggesting that the nutritional requirements of the developing embryo may involve the nucleotides that comprise the polyploid genome rather than the proteins it encodes. [21]

Buffering the genome Edit

Another hypothesis is that endoreplication buffers against DNA damage and mutation because it provides extra copies of important genes. [1] However, this notion is purely speculative and there is limited evidence to the contrary. For example, analysis of polyploid yeast strains suggests that they are more sensitive to radiation than diploid strains. [22]

Respon stres Sunting

Research in plants suggests that endoreplication may also play a role in modulating stress responses. By manipulating expression of E2fe (a repressor of endocycling in plants), researchers were able to demonstrate that increased cell ploidy lessens the negative impact of drought stress on leaf size. [23] Given that the sessile lifestyle of plants necessitates a capacity to adapt to environmental conditions, it is appealing to speculate that widespread polyploidization contributes to their developmental plasticity

The best-studied example of a mitosis-to-endocycle transition occurs in Drosophila follicle cells and is activated by Notch signaling. [24] Entry into endocycles involves modulation of mitotic and S-phase cyclin-dependent kinase (CDK) activity. [25] Inhibition of M-phase CDK activity is accomplished via transcriptional activation of Cdh/fzr and repression of the G2-M regulator string/cdc25. [25] [26] Cdh/fzr is responsible for activation of the anaphase-promoting complex (APC) and subsequent proteolysis of the mitotic cyclins. String/cdc25 is a phosphatase that stimulates mitotic cyclin-CDK complex activity. Upregulation of S-phase CDK activity is accomplished via transcriptional repression of the inhibitory kinase dacapo. Together, these changes allow for the circumvention of mitotic entry, progression through G1, and entry into S-phase. The induction of endomitosis in mammalian megakaryocytes involves activation of the c-mpl receptor by the thrombopoietin (TPO) cytokine and is mediated by ERK1/2 signaling. [27] As with Drosophila follicle cells, endoreplication in megakaryocytes results from activation of S-phase cyclin-CDK complexes and inhibition of mitotic cyclin-CDK activity. [28] [29]

Entry into S-phase during endoreplication (and mitosis) is regulated through the formation of a prereplicative complex (pre-RC) at replication origins, followed by recruitment and activation of the DNA replication machinery. In the context of endoreplication these events are facilitated by an oscillation in cyclin E-Cdk2 activity. Cyclin E-Cdk2 activity drives the recruitment and activation of the replication machinery, [30] but it also inhibits pre-RC formation, [31] presumably to ensure that only one round of replication occurs per cycle. Failure to maintain control over pre-RC formation at replication origins results in a phenomenon known as “rereplication” which is common in cancer cells. [2] The mechanism by which cyclin E-Cdk2 inhibits pre-RC formation involves downregulation of APC-Cdh1-mediated proteolysis and accumulation of the protein Geminin, which is responsible for sequestration of the pre-RC component Cdt1. [32] [33]

Oscillations in Cyclin E-Cdk2 activity are modulated via transcriptional and post-transcriptional mechanisms. Expression of cyclin E is activated by E2F transcription factors that were shown to be required for endoreplication. [34] [35] [36] Recent work suggests that observed oscillations in E2F and cyclin E protein levels result from a negative-feedback loop involving Cul4-dependent ubiquitination and degradation of E2F. [37] Post-transcriptional regulation of cyclin E-Cdk2 activity involves Ago/Fbw7-mediated proteolytic degradation of cyclin E [38] [39] and direct inhibition by factors such as Dacapo and p57. [40] [41] True endomitosis in the anther tapetum of the liliaceous plant Eremurus is described. The nuclear membrane does not disappear, but during metaphase the chromosomes are condensed, often considerably more than in normal mitosis. When the pollen mother cells (PMCs) go through the last premeiotic mitosis, the tapetal cells have one diploid nucleus which divides while the cell remains undivided. The two diploid nuclei may undergo an endomitosis and the resulting tetraploid nuclei a second endomitosis. An alternative pathway is an ordinary mitosis-again without cell division instead of one of the endomitotic cycles. The cytological picture in the tapetum is further complicated by restitution in anaphase and fusion of metaphase and anaphase groups during mitosis, processes which could give rise to cells with one, two, or three nuclei, instead of the expected two or four. No sign of the so-called "inhibited" mitosis is seen in these tapetal cells. When the PMCs are in leptotene-zygotene, very few tapetal nuclei are in endomitosis. When the PMCs have reached diplotene, almost 100% of cells which are not in interphase show an endomitotic stage.

Polyploidy and aneuploidy are common phenomena in cancer cells. [42] Given that oncogenesis and endoreplication likely involve subversion of common cell cycle regulatory mechanisms, a thorough understanding of endoreplication may provide important insights for cancer biology.

The unisexual salamanders (genus Ambystoma) are the oldest known unisexual vertebrate lineage, having arisen about 5 million years ago. [43] In these polyploid unisexual females, an extra premeiotic endomitotic replication of the genome, doubles the number of chromosomes. [44] As a result, the mature eggs that are produced subsequent to the two meiotic divisions have the same ploidy as the somatic cells of the adult female salamander. Synapsis and recombination during meiotic prophase I in these unisexual females is thought to ordinarily occur between identical sister chromosomes and occasionally between homologous chromosomes. Thus little, if any, genetic variation is produced. Recombination between homeologous chromosomes occurs rarely, if at all. [44] Since production of genetic variation is weak, at best, it is unlikely to provide a benefit sufficient to account for the maintenance of meiosis for millions of years. Perhaps the efficient recombinational repair of DNA damages at each generation provided by meiosis has been a sufficient advantage to maintain meiosis. [ kutipan diperlukan ]


Tonton videonya: The начало երկու համադրություն բջիջների ստեղծում երկու մարդու seperated ճակատագրով (Agustus 2022).