Картирование судьбы
Картирование судьбы — это метод, используемый в биологии развития для изучения эмбрионального происхождения различных тканей и структур взрослых. «Судьба» каждой клетки или группы клеток отображается на эмбрионе, показывая, какие части эмбриона в какую ткань разовьются. Когда этот процесс выполняется с разрешением одной клетки, он называется отслеживанием клеточного происхождения . Его также используют для отслеживания развития опухолей . Картирование судеб и происхождение клеток — схожие методы отслеживания истории клеток.
История
[ редактировать ]Карты судьбы были созданы с целью проследить определенную область во время раннего перехода эмбриона к определенной структуре тела. [1] Первые карты судьбы возникли в 1880-х годах. [1] Первые карты судеб в 1905 году были созданы Эдвином Конклином и основаны на прямых наблюдениях за эмбрионами асцидий (асцидий) и других морских беспозвоночных. [2] Современное картирование судеб началось в 1929 году, когда Уолтер Фогт изобрел процесс, который включал маркировку определенной области развивающегося эмбриона с помощью окрашенного агарового чипа и отслеживание клеток во время гаструляции . [3] Чтобы провести этот эксперимент, Фогт позволил красителю и агару высохнуть на пластинке микроскопа и поместил небольшие кусочки в определенные места эмбриона. По мере развития эмбриона он повторял этот процесс, чтобы проанализировать движение клеток. Эта процедура позволила Фогту создать точные карты судьбы, представив инновационный подход к исследованиям морфогенеза. [4] В 1978 году пероксидаза хрена (HRP) была представлена как более эффективный маркер, требующий фиксации эмбрионов перед просмотром. [5] Картирование судьбы также может быть выполнено с помощью молекулярных штрих-кодов, которые вводятся в клетку ретровирусами . [6]
Картирование генетических судеб — это метод, разработанный в 1981 году, который использует сайт-специфическую рекомбиназу для генетического отслеживания происхождения клеток. Этот процесс не требует манипуляций с эмбрионом или органом. [7] Генетическая основа маркировки гарантирует наследование маркера всем потомством, происходящим из первоначально помеченных клеток, преодолевая проблему разбавления, связанную с красящими маркерами во время деления клеток, тем самым обеспечивая высокую точность и разрешение. [7]
В целом, картирование судеб сегодня служит важным инструментом во многих областях биологических исследований, таких как биология развития, [8] исследования стволовых клеток и почек . исследования [9]
Чем картирование судьбы отличается от клеточного происхождения
[ редактировать ]
В 1905 году был проведен первый эксперимент с использованием клеточной линии, включавший отслеживание клеток оболочника Styela partita . Происхождение клеток предполагает отслеживание пути конкретной клетки от одного из трех зародышевых листков. [10] Картирование судьбы и происхождение клеток — это связанные понятия, которые часто пересекаются. Например, развитие полной клеточной линии C. elegans можно описать как карты судеб каждого клеточного деления, расположенные иерархически. [11] Различие между темами заключается в типе анализируемой информации. Картирование судьбы показывает, какие ткани происходят из какой части эмбриона на определенной стадии развития, тогда как клеточная линия показывает взаимоотношения между клетками на каждом делении. [12] Линия клеток может использоваться для создания карты судеб, а в таких случаях, как C. elegans , последовательное картирование судеб может использоваться для разработки линии клеток. [13]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б ДеРуитер, Коринн (8 сентября 2010 г.). Карта Судьбы (Отчет). Университет штата Аризона. Школа наук о жизни. Центр биологии и общества. Энциклопедия проекта «Эмбрион».|Попечительский совет Аризоны.
- ^ Конклин, Эдвин Грант (1905). Организация и клеточное происхождение яйца асцидии / Эдвин Г. Конклин . Филадельфия: [Академия естественных наук]. дои : 10.5962/bhl.title.4801 .
- ^ Фогт, Вальтер (июнь 1929 г.). «Дизайн-анализ зародыша амфибий с локальной жизненной окраской: Часть II. Гаструляция и образование мезодермы у хвостатых и бесхвостых птиц». Архив Вильгельма Ру по механике развития организмов (на немецком языке). 120 (1): 384–706. дои : 10.1007/BF02109667 . ISSN 0949-944X . ПМИД 28354436 . S2CID 31738009 .
- ^ ДеРуитер, Коринн (19 ноября 2010 г.). Техники картирования судьбы (Отчет). Университет штата Аризона. Школа наук о жизни. Центр биологии и общества. Энциклопедия проекта «Эмбрион».|Попечительский совет Аризоны.
- ^ Вайсблат, Д.; Сойер, Р.; Стент, Г. (22 декабря 1978 г.). «Анализ клеточного происхождения путем внутриклеточной инъекции индикаторного фермента». Наука . 202 (4374): 1295–1298. Бибкод : 1978Sci...202.1295W . дои : 10.1126/science.725606 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 725606 .
- ^ Таммела, Туомас; Сейдж, Жюльен (2020). «Исследование гетерогенности опухоли на мышиных моделях» . Ежегодный обзор биологии рака . 4 (1): 99–119. doi : 10.1146/annurev-cancerbio-030419-033413 . ПМЦ 8218894 . ПМИД 34164589 .
- ^ Перейти обратно: а б Леге, Эмили; Джойнер, Александра Л. (2010), Картирование генетической судьбы с использованием сайт-специфических рекомбиназ , Методы энзимологии, том. 477, Elsevier, стр. 153–181, номер документа : 10.1016/s0076-6879(10)77010-5 , ISBN. 978-0-12-384880-2 , PMC 4684171 , PMID 20699142
- ^ Гросс, Джошуа Б.; Ханкен, Джеймс (май 2008 г.). «Обзор исследований по картированию судьбы остеогенного краниального нервного гребня у позвоночных» . Биология развития . 317 (2): 389–400. дои : 10.1016/j.ydbio.2008.02.046 . ISSN 0012-1606 . ПМИД 18402934 .
- ^ Даффилд, Джереми С.; Хамфрис, Бенджамин Д. (март 2011 г.). «Происхождение новых клеток во взрослой почке: результаты методов генетической маркировки» . Почки Интернешнл . 79 (5): 494–501. дои : 10.1038/ki.2010.338 . ISSN 0085-2538 . ПМИД 20861816 .
- ^ ДеРуитер, Коринн (8 сентября 2010 г.). Карта Судьбы (Отчет). Университет штата Аризона. Школа наук о жизни. Центр биологии и общества. Энциклопедия проекта «Эмбрион».|Попечительский совет Аризоны.
- ^ Рудель, Дэвид; Соммер, Ральф Дж (декабрь 2003 г.). «Эволюция механизмов развития» . Биология развития . 264 (1): 15–37. дои : 10.1016/S0012-1606(03)00353-1 . ПМИД 14623229 .
- ^ Сюй, Я-Чье (18 августа 2015 г.). «Теория и практика отслеживания родословной» . Стволовые клетки . 33 (11): 3197–3204. дои : 10.1002/stem.2123 . ISSN 1066-5099 . ПМЦ 4618107 . ПМИД 26284340 .
- ^ Лю, Сяо; Лонг, Фухуэй; Пэн, Ханьчуань; Эрни, Сара Дж.; Цзян, Мин; Санчес-Бланко, Адольфо; Мюррей, Джон И.; Престон, Элисия; Мерикл, Барбара (октябрь 2009 г.). «Анализ клеточной судьбы на основе профилей экспрессии генов отдельных клеток у C. elegans» . Клетка . 139 (3): 623–633. дои : 10.1016/j.cell.2009.08.044 . ISSN 0092-8674 . ПМЦ 4709123 . ПМИД 19879847 .