[학계주요topic] 해외연구동향 2023년 9월
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- 1. 논문제목: Modeling post-implantation stages of human development into early organogenesis with stem-cell-derived peri-gastruloids
- 저자 및 저널 이름(발간월일) Lizhong Liu et al., Cell (2023.08.31)
- DOI: 10.1016/j.cell.2023.07.018
- 인간 낭배형성 과정을 복제하는 체외 줄기세포 모델이 생성되었지만 배아 발달, 형태 형성 및 패턴화에 필요한 필수적인 배아 외 세포가 부족한 상황입니다. Lizhong Liu는 인간 유도만능줄기세포가 배아 (에피블라스트)와 배아 외 조직을 모두 포함하는 배아 유사 구조를 조직화하도록 유도하는 강력하고 효율적인 방법에 대해 설명하고 있습니다. 영양막을 배제하고 있어 양막 및 난황낭 공동 형성, 양배엽 및 삼배엽 배아 디스크 발달, 원시 생식세포 구체화, 위배엽 시작, 초기 신경 형성 및 기관 발생과 같은 인간 초기 발생의 중요한 단계를 보여주고 있습니다. 또한 단일 세포 RNA 시퀀싱을 통해 인간과 비인간 영장류에서 발견되는 원시 낭배형성 과정 세포 유형과 주요 낭배형성 과정 간의 전사체적 유사성이 밝혀졌습니다. 이 낭배형성 플랫폼은 조절을 넘어선 추가 탐색을 가능하게 하며 재생 의학에 사용할 인간 태아 조직을 개발하는 데 잠재적으로 도움이 될 수 가능성이 있습니다.
- 2. 논문제목: p16High senescence restricts cellular plasticity during somatic cell reprogramming
- 저자 및 저널 이름(발간월일) Bogdan B Grigorash et al., Nature Cell Biology (2023.08.31)
- DOI: 10.1038/s41556-023-01214-9
- 시험관 및 생체 내 4인자 (4F)에 의한 재프로그래밍 (4FR)의 발전에도 불구하고, 4FR이 노화와 어떻게 상호 연결되는지는 아직 많이 연구되지 않고 있습니다. 여기에서는 노화 세포를 조작하기 위해 유전적 및 화학적 접근법을 사용하여 p16High 세포를 제거하면 체세포의 4FR이 전능성 유사 줄기세포로 전환된다는 것을 보여줍니다. 이 세포는 만능성과 2세포 배아 상태의 마커를 모두 발현하고, 쉽게 이식 가능한 블라스토이드를 형성하며, 모룰라 응집 후 배아 및 배아 외 계통에 기여했습니다. Bogdan B Grigorash는 두 세포 유전자의 발현과 배외 잠재력 획득에 필요한 4FR 동안 S-아데노실-L-메티오닌 수준을 조절하는 핵심 메커니즘으로 니코틴 아미드 N-메틸 트랜스퍼 라제의 노화 의존적 조절을 확인했습니다. 중요한 것은 늙은 생쥐에서 부분적인 4F 후성유전학적 재프로그래밍이 p16High 세포의 고갈과 함께 간 노화의 여러 마커를 되돌릴 수 있었다는 점입니다. 이 결과는 p16High 노화 세포의 존재가 세포 가소성을 제한하는 반면, 고갈은 4F 재 프로그래밍 중에 전능성과 유사한 상태와 조직 병리학 적 조직 회춘을 촉진할 수 있음을 보여주고 있습니다.
- 3. 논문제목: m6A RNA methylation orchestrates transcriptional dormancy during paused pluripotency
- 저자 및 저널 이름(발간월일) Evelyne Collignon et al., Nature Cell Biology (2023.09.07)
- DOI: 10.1038/s41556-023-01212-x
- 후생동물 계통의 배아는 불리한 환경 조건에 반응하여 가역적인 발달 정지 상태, 즉 휴면 상태에 들어갈 수 있습니다. 하지만 휴면 상태의 기초가 되는 분자 메커니즘은 거의 알려지지 않았습니다. Evelyne Collignon는 마우스 배반포와 배아 줄기(ES) 세포의 발달 일시 정지에 Mettl3에 의한 N6-메틸아데노신(m6A) RNA 메틸화가 필요하다는 것을 보여줍니다. Mettl3는 두 가지 상호 연결된 메커니즘을 통해 전사 휴지기를 시행합니다. (1) 전사 증폭기 및 종양 유전자 N-Myc의 mRNA를 불안정하게 만들어 전사 휴지기를 촉진하고, (2) 중요한 항-휴지기 인자로 확인된 전사 증폭기 및 종양 유전자 N-Myc의 mRNA를 불안정하게 만들어 전사 초기 전사를 억제합니다. N-Myc에 대한 유전자 발현을 낮추면 Mettl3-/- 배아 줄기 세포의 일시 중지가 회복되고, 일시 중지된 야생형 ES 세포에서 Mycn mRNA를 강제 탈메틸화 및 안정화하면 Mettl3-/- ES 세포의 전사 결함이 크게 줄어듭니다. 이는 발달 일시 중지 동안 전사체와 후전사체 조절 사이의 혼선을 조율하는 핵심 조율자로서 Mettl3가 성인 줄기 세포와 암의 휴면 상태에 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈습니다.