Celulele embrionare timpurii sunt induse prin reglarea descendentă a asamblării de cromatină dependentă de replicare
Subiecte
Abstract
Plasticitatea celulară este esențială pentru celulele embrionare timpurii. Spre deosebire de celulele pluripotente, care formează țesuturi embrionare, celulele totipotente pot genera un organism complet incluzând țesuturi embrionare și extraembrionare. Celulele asemănătoare embrionilor cu două etape celulare (celule asemănătoare 2C) apar la o frecvență foarte mică în culturile de celule stem embrionare (ES). Deși reprogramarea indusă la pluripotență este bine stabilită, celulele totipotente rămân slab caracterizate și nu este cunoscută dacă este posibilă reprogramarea la totipotență. Arătăm că pot fi induse celule asemănătoare mouse-ului 2C in vitro prin reglarea descendentă a activității de asamblare a cromatinei CAF-1. Retrovirusurile endogene și genele specifice embrionilor cu 2 celule sunt genele cu cea mai înaltă reglare la eliminarea CAF-1. Celulele emergente asemănătoare 2C prezintă caracteristici moleculare ale embrionilor cu 2 celule și o reprogramabilitate mai mare decât celulele ES la transferul nuclear. Rezultatele noastre sugerează că celulele embrionare timpurii pot fi induse prin modularea ansamblului cromatinei și că depunerea atipică de histone poate declanșa apariția celulelor totipotente.
Opțiuni de acces
Abonați-vă la Jurnal
Obțineți acces complet la jurnal timp de 1 an
doar 4,60 EUR pe număr
Toate prețurile sunt prețuri NET.
TVA va fi adăugat mai târziu în casă.
Închiriați sau cumpărați articol
Obțineți acces limitat la timp sau la articol complet pe ReadCube.
Toate prețurile sunt prețuri NET.
Coduri de aderare
Aderări primare
ArrayExpress
Referințe
Macfarlan, T.S. și colab. Potența celulelor stem embrionare fluctuează odată cu activitatea retrovirusului endogen. Natură 487, 57–63 (2012).
Takahashi, K. și Yamanaka, S. Inducerea celulelor stem pluripotente din culturile de fibroblaste embrionare și adulte de șoarece de factori definiți. Celulă 126, 663–676 (2006).
Tarkowski, A.K. Experimente privind dezvoltarea blastomerilor izolați de ouă de șoarece. Natură 184, 1286–1287 (1959).
Ishiuchi, T. și Torres-Padilla, M.E. Către o înțelegere a mecanismelor de reglementare ale totipotenței. Curr. Opin. Genet. Dev. 23, 512–518 (2013).
Cahan, P. și Daley, G.Q. Origini și implicații ale variabilității și eterogenității celulelor stem pluripotente. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 14, 357–368 (2013).
Probst, A.V., Santos, F., Reik, W., Almouzni, G. & Dean, W. Diferențele structurale în heterocromatina centromerică sunt reconciliate spațial la fertilizarea în zigotul șoarecelui. Cromozom 116, 403–415 (2007).
Probst, A.V. și colab. Este necesară o explozie specifică firului în transcrierea sateliților pericentrici pentru formarea cromocentrului și dezvoltarea timpurie a șoarecilor. Dev. Celulă 19, 625–638 (2010).
Puschendorf, M. și colab. PRC1 și Suv39h specifică asimetria parentală la heterocromatina constitutivă la embrionii timpurii ai șoarecilor. Nat. Genet. 40, 411–420 (2008).
Santenard, A. și colab. Formarea de heterocromatină la embrionul de șoarece necesită reziduuri critice ale variantei de histonă H3.3. Nat. Cell Biol. 12, 853–862 (2010).
Smith, S. & Stillman, B. Purificarea și caracterizarea CAF-I, un factor celular uman necesar pentru asamblarea cromatinei în timpul replicării ADN-ului in vitro. Celulă 58, 15-25 (1989).
Verreault, A., Kaufman, P.D., Kobayashi, R. & Stillman, B. Asamblarea nucleozomilor de către un complex de CAF-1 și histone acetilate H3/H4. Celulă 87, 95–104 (1996).
Houlard, M. și colab. CAF-1 este esențial pentru organizarea heterocromatinei în celulele embrionare pluripotente. PLoS Genet. 2, e181 (2006).
Huang, H. și colab. Drosophila CAF-1 reglează silențierea epigenetică mediată de HP1 și stabilitatea pericentrică a heterocromatinei. J. Cell Sci. 123, 2853–2861 (2010).
Peaston, A.E. și colab. Retrotranspozonii reglează genele gazdă din ovocitele șoarecilor și embrionilor preimplantatori. Dev. Celulă 7, 597–606 (2004).
Miyanari, Y., Ziegler-Birling, C. și Torres-Padilla, M.E. Vizualizare live a dinamicii cromatinei cu TALE fluorescente. Nat. Struct. Mol. Biol. 20, 1321–1324 (2013).
Rolef Ben-Shahar, T. și colab. Două peptide de interacțiune PCNA fundamental distincte contribuie la funcția factorului 1 de asamblare a cromatinei. Mol. Celulă. Biol. 29, 6353–6365 (2009).
Murzina, N., Verreault, A., Laue, E. și Stillman, B. Dinamica heterocromatinei în celulele șoarecelui: interacțiunea dintre factorul de asamblare a cromatinei 1 și proteinele HP1. Mol. Celulă 4, 529–540 (1999).
Kaufman, P.D., Kobayashi, R., Kessler, N. & Stillman, B. Subunitățile p150 și p60 ale factorului I de asamblare a cromatinei: o legătură moleculară între histonele nou sintetizate și replicarea ADN-ului. Celulă 81, 1105–1114 (1995).
Nabatiyan, A. și Krude, T. Tacerea factorului 1 de asamblare a cromatinei în celulele umane duce la moartea celulelor și la pierderea ansamblului cromatinei în timpul sintezei ADN. Mol. Celulă. Biol. 24, 2853–2862 (2004).
Евсиков, А.В. și colab. Biologia sistemelor embrionului de șoarece cu 2 celule. Citogenet. Genom Res. 105, 240-250 (2004).