Tin tức | Cấu trúc tế bào ảnh hưởng đến sự phát triển phôi như thế nào: Vai trò của các liên kết chặt
Trong quá trình phát triển phôi người, các tín hiệu phân tử chỉ đạo tế bào phân chia và biệt hóa, từ đó xác định vị trí và đặc điểm của chúng trong phôi. Sự tạo phôi vị là một bước nền tảng, trong đó một lớp tế bào gốc phôi đơn lẻ biệt hóa thành ba lớp tế bào riêng biệt, tạo cơ sở cho các cấu trúc cơ thể về sau.
Nghiên cứu gần đây cho thấy các liên kết chặt giữa các tế bào có thể đóng vai trò thiết yếu trong quá trình này. Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu tế bào iPS thuộc Viện Gladstone phát hiện rằng các liên kết chặt rất quan trọng trong quá trình tạo phôi vị ở người, mang lại hiểu biết mới cho nghiên cứu tế bào gốc và thiết kế các mô hình thực nghiệm liên quan.
Sự tạo phôi vị và bước đột phá trong nghiên cứu
Trong quá trình tạo phôi vị, các tế bào gốc phôi biệt hóa thành ba lớp mô phôi. Việc nghiên cứu quá trình này ngày càng quan trọng trong y học tái tạo. Các nhà khoa học thường mô phỏng quá trình này bằng tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPS), được chuyển đổi từ tế bào trưởng thành và có thể biệt hóa thành bất kỳ loại tế bào soma nào.
Khi nghiên cứu quá trình tạo phôi vị bằng tế bào iPS, các nhà khoa học nhận thấy tế bào phản ứng khác nhau dù tất cả đều được kích thích bởi BMP4, một phân tử tín hiệu quan trọng. Vì sao chỉ một số tế bào biệt hóa thành các loại tế bào riêng biệt dù nhận cùng tín hiệu BMP4 vẫn chưa được làm rõ.
Tiến sĩ Ivana Vasic, trưởng nhóm nghiên cứu, quan sát thấy các tế bào iPS tập trung thành cụm trong đĩa nuôi cấy và hình thành các liên kết chặt, những hàng rào được cho là ngăn các phân tử tín hiệu truyền qua giữa các tế bào. Bà cũng phát hiện các liên kết này không phải lúc nào cũng được hình thành đúng cách.
Liên kết chặt ảnh hưởng đến sự tạo phôi vị như thế nào
Các thí nghiệm tiếp theo cho thấy các liên kết chặt hình thành bình thường khi tế bào được nuôi cấy trong không gian ít bị giới hạn hơn. Sau khi bổ sung BMP4, chỉ những tế bào ở rìa cụm nhận đủ tín hiệu để bắt đầu biệt hóa.
Tiến sĩ Vasic cho biết, "Các liên kết chặt giữa các tế bào dường như ngăn chúng phản ứng với tín hiệu BMP4, nhưng các tế bào ở rìa không hình thành liên kết chặt với những tế bào khác, nhờ đó nhận được tín hiệu BMP4 mạnh nhất."
Để xác nhận tầm quan trọng của các liên kết chặt trong quá trình tạo phôi vị, các nhà nghiên cứu đã sử dụng chỉnh sửa gen CRISPR để ức chế sản xuất TJP1, một protein liên kết chặt quan trọng. Khi không có TJP1, mọi tế bào đều phản ứng với BMP4, không chỉ các tế bào ở rìa.
Giáo sư Yamanaka giải thích, "Các thí nghiệm của chúng tôi cho thấy việc loại bỏ các liên kết chặt cho phép mọi tế bào phản ứng với BMP4. Điều này cho thấy các liên kết chặt che chắn tín hiệu trong mô hình tạo phôi vị, đồng thời cấu trúc tế bào rất quan trọng đối với cách tế bào tiếp nhận tín hiệu biệt hóa."
Tiến triển mới trong nghiên cứu tế bào mầm
Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện việc ức chế TJP1 không chỉ tạo ra đáp ứng với BMP4 mà còn tạo ra các tế bào giống tế bào mầm nguyên thủy. Có nguồn gốc từ tế bào iPS, chúng có hình thái và chức năng tương tự các tế bào tiền thân của tinh trùng và trứng người.
Tiến sĩ Vasic cho biết, "Việc ức chế TJP1 mang lại cho chúng tôi một phương pháp mới để sản xuất hiệu quả các tế bào mầm đặc biệt này, từ đó có thể mở ra những hướng tiếp cận mới trong điều trị vô sinh nữ."
Ứng dụng tiềm năng
Nhóm nghiên cứu hy vọng những phát hiện này sẽ cải thiện các kỹ thuật chuyển đổi tế bào gốc, đặc biệt là tạo noãn người. Tiến sĩ Vasic đã thành lập Vitra Labs để áp dụng phương pháp này vào điều trị vô sinh nữ, đặc biệt là tạo noãn phục vụ thụ tinh trong ống nghiệm.
Bà nói thêm, "Chúng tôi đang cố gắng tái tạo quá trình sinh học hình thành trứng và hy vọng phương pháp này có thể tạo ra trứng để sử dụng trong IVF."
Tin tức | Cấu trúc tế bào ảnh hưởng đến sự phát triển phôi như thế nào: Vai trò của liên kết chặt
Tin tức | Cấu trúc tế bào ảnh hưởng đến sự phát triển phôi như thế nào: Vai trò của các liên kết chặt
Trong quá trình phát triển phôi người, các tín hiệu phân tử chỉ đạo tế bào phân chia và biệt hóa, từ đó xác định vị trí và đặc điểm của chúng trong phôi. Sự tạo phôi vị là một bước nền tảng, trong đó một lớp tế bào gốc phôi đơn lẻ biệt hóa thành ba lớp tế bào riêng biệt, tạo cơ sở cho các cấu trúc cơ thể về sau.
Nghiên cứu gần đây cho thấy các liên kết chặt giữa các tế bào có thể đóng vai trò thiết yếu trong quá trình này. Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu tế bào iPS thuộc Viện Gladstone phát hiện rằng các liên kết chặt rất quan trọng trong quá trình tạo phôi vị ở người, mang lại hiểu biết mới cho nghiên cứu tế bào gốc và thiết kế các mô hình thực nghiệm liên quan.
Sự tạo phôi vị và bước đột phá trong nghiên cứu
Trong quá trình tạo phôi vị, các tế bào gốc phôi biệt hóa thành ba lớp mô phôi. Việc nghiên cứu quá trình này ngày càng quan trọng trong y học tái tạo. Các nhà khoa học thường mô phỏng quá trình này bằng tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPS), được chuyển đổi từ tế bào trưởng thành và có thể biệt hóa thành bất kỳ loại tế bào soma nào.
Khi nghiên cứu quá trình tạo phôi vị bằng tế bào iPS, các nhà khoa học nhận thấy tế bào phản ứng khác nhau dù tất cả đều được kích thích bởi BMP4, một phân tử tín hiệu quan trọng. Vì sao chỉ một số tế bào biệt hóa thành các loại tế bào riêng biệt dù nhận cùng tín hiệu BMP4 vẫn chưa được làm rõ.
Tiến sĩ Ivana Vasic, trưởng nhóm nghiên cứu, quan sát thấy các tế bào iPS tập trung thành cụm trong đĩa nuôi cấy và hình thành các liên kết chặt, những hàng rào được cho là ngăn các phân tử tín hiệu truyền qua giữa các tế bào. Bà cũng phát hiện các liên kết này không phải lúc nào cũng được hình thành đúng cách.
Liên kết chặt ảnh hưởng đến sự tạo phôi vị như thế nào
Các thí nghiệm tiếp theo cho thấy các liên kết chặt hình thành bình thường khi tế bào được nuôi cấy trong không gian ít bị giới hạn hơn. Sau khi bổ sung BMP4, chỉ những tế bào ở rìa cụm nhận đủ tín hiệu để bắt đầu biệt hóa.
Tiến sĩ Vasic cho biết, "Các liên kết chặt giữa các tế bào dường như ngăn chúng phản ứng với tín hiệu BMP4, nhưng các tế bào ở rìa không hình thành liên kết chặt với những tế bào khác, nhờ đó nhận được tín hiệu BMP4 mạnh nhất."
Để xác nhận tầm quan trọng của các liên kết chặt trong quá trình tạo phôi vị, các nhà nghiên cứu đã sử dụng chỉnh sửa gen CRISPR để ức chế sản xuất TJP1, một protein liên kết chặt quan trọng. Khi không có TJP1, mọi tế bào đều phản ứng với BMP4, không chỉ các tế bào ở rìa.
Giáo sư Yamanaka giải thích, "Các thí nghiệm của chúng tôi cho thấy việc loại bỏ các liên kết chặt cho phép mọi tế bào phản ứng với BMP4. Điều này cho thấy các liên kết chặt che chắn tín hiệu trong mô hình tạo phôi vị, đồng thời cấu trúc tế bào rất quan trọng đối với cách tế bào tiếp nhận tín hiệu biệt hóa."
Tiến triển mới trong nghiên cứu tế bào mầm
Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện việc ức chế TJP1 không chỉ tạo ra đáp ứng với BMP4 mà còn tạo ra các tế bào giống tế bào mầm nguyên thủy. Có nguồn gốc từ tế bào iPS, chúng có hình thái và chức năng tương tự các tế bào tiền thân của tinh trùng và trứng người.
Tiến sĩ Vasic cho biết, "Việc ức chế TJP1 mang lại cho chúng tôi một phương pháp mới để sản xuất hiệu quả các tế bào mầm đặc biệt này, từ đó có thể mở ra những hướng tiếp cận mới trong điều trị vô sinh nữ."
Ứng dụng tiềm năng
Nhóm nghiên cứu hy vọng những phát hiện này sẽ cải thiện các kỹ thuật chuyển đổi tế bào gốc, đặc biệt là tạo noãn người. Tiến sĩ Vasic đã thành lập Vitra Labs để áp dụng phương pháp này vào điều trị vô sinh nữ, đặc biệt là tạo noãn phục vụ thụ tinh trong ống nghiệm.
Bà nói thêm, "Chúng tôi đang cố gắng tái tạo quá trình sinh học hình thành trứng và hy vọng phương pháp này có thể tạo ra trứng để sử dụng trong IVF."
Nguồn bài viết:
Tổng hợp trực tuyến