Геномика стволовых клеток - Stem cell genomics

Геномика стволовых клеток анализирует геномы из стволовые клетки. В настоящее время это направление стремительно расширяется за счет резкого снижения стоимости секвенирование геномов. Изучение геномики стволовых клеток имеет большое значение для изучения биологии стволовых клеток и возможного терапевтического использования стволовых клеток. Применение исследований в этой области может привести к открытие лекарств и информацию о заболеваниях по молекулярной характеристике плюрипотентных стволовых клеток через ДНК и транскриптом секвенирование и изучение эпигенетических изменений стволовых клеток и последующих продуктов. Один шаг в этом процессе - отдельная ячейка фенотипический анализ, и связь между фенотип и генотип специфических стволовых клеток. В то время как текущий геномный скрининг проводится с целыми популяциями клеток, сосредоточение внимания на одной стволовой клетке поможет определить специфическую сигнальную активность, связанную с различной степенью дифференцировки стволовых клеток, и ограничить фон из-за гетерогенных популяций.^[1] Анализ отдельных клеток индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) или стволовые клетки, способные дифференцироваться во множество различных типов клеток, - это предлагаемый метод лечения таких заболеваний, как Болезнь Альцгеймера (ОБЪЯВЛЕНИЕ). Это включает в себя понимание различий между спорадической AD и семейной AD. Сначала берут образец кожи у пациента и трансформируют путем трансдукции клеток с использованием ретровирусов для кодирования таких генов стволовых клеток, как 4 октября, Sox2, KLF4 и cMYC. Это позволяет перепрограммировать клетки кожи в индивидуальные для пациента линии стволовых клеток.^[2] Взятие геномных последовательностей этих отдельных клеток позволит проводить лечение для конкретного пациента и углубить понимание моделей болезни БА. Этот метод будет использоваться для подобных заболеваний, например боковой амиотрофический склероз (ALS) и спинальная мышечная атрофия (SMA). Эти стволовые клетки, полученные от одного пациента, также можно использовать для получения клеток, пораженных вышеупомянутыми заболеваниями. Как уже упоминалось, это также приведет к специфическим для пациента фенотипам каждого заболевания. Дальнейшие химические анализы для разработки более безопасных лекарств могут быть выполнены с помощью информации о последовательности и тестов на культуре клеток на ИПСК. После разработки конкретного лекарства его можно переносить на другие больные клетки пациента, при этом также проверяя безопасность.^[3]

Включено в изучение геномики стволовых клеток, эпигеномика, исследования регуляторной изменчивости хроматина в масштабе генома. Эти исследования также надеются расширить исследования моделей регенеративной медицины и дифференцировки стволовых клеток. Паттерны экспрессии генов, специфичных для клеточного типа, во время развития возникают в результате взаимодействий на уровне хроматина. Эпигеномика стволовых клеток фокусируется на эпигенетической пластичности эмбриональные стволовые клетки человека (чЭСК). Это включает расследование двухвалентные домены в качестве промоутеры или же хроматин регионы, которые изменены инициация транскрипции и связанные с подавление генов. Они также смотрят на разницу между активными и активными сбалансированные усилители или энхансеры, которые специфически контролируют сигнально-зависимую регуляцию генов. Активные энхансеры отмечены ацетилирование из гистон H3-H3K27ac и в то время как сбалансированные, вместо этого метилируются H3K27me3. Эпигеномные исследования стволовых клеток также изучают паттерны метилирования ДНК, в частности характеристики гидроксиметилирования по сравнению с общим метилированием и разницу между метилированием ДНК. CpG-остров богатый и CpG плохие промоутеры. Это было найдено в эмбриональные стволовые клетки мыши (mESC), которые имплантировали mESC, приобрели аналогичные характеристики метилирования гистонов эмбрионов, в которые они трансплантировались, указывая на то, что метилирование может указывать на окружающую среду. Это поможет исследовать различия между индуцированными плюрипотентными и эмбриональными стволовыми клетками. Эти исследования надеются получить информацию о способности дифференцировки ИПСК, прежде всего, для улучшения чтения подписи хроматина. Он также надеется изучить регуляторные факторы, контролирующие эмбриональное развитие человека.^[4] Использование методов лекарственной терапии, как упоминалось ранее, эпигеномика также позволит получить больше информации о лекарственной активности.

Смотрите также

• Протеомика стволовых клеток

Рекомендации

1. ДеВитт, Н.Д., Яффе, М.П., ​​и Траунсон, А. (2012). Создание геномики стволовых клеток в Калифорнии и за ее пределами. Издательская группа Nature, 30 (1), 20–25.
2. Израиль, М. А., и Гольдштейн, Л. С. (2011). Захват геномов болезни Альцгеймера с помощью индуцированных плюрипотентных стволовых клеток: перспективы и проблемы, 1–11.
3. Рубин, Л. Л., и Хастон, К. М. (2011). Биология стволовых клеток и открытие лекарств. Биология Биологии, 9 (1), 42.
4. Рада-Иглесиас, А., Высоцка, Дж. (2011). Эпигеномика эмбриональных стволовых клеток человека и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток: понимание плюрипотентности и последствий для болезней, 1–13.