Xác định và Cam kết Số phận Tế bào

Cách các tế bào tiến triển từ trạng thái linh hoạt, được xác định sang cam kết không thể đảo ngược đối với một số phận phát triển cụ thể.

Definition

Quyết định là sự cam kết ổn định của một tế bào đối với một số phận phát triển cụ thể, sao cho nó sẽ tạo ra số phận đó ngay cả khi được di chuyển đến một môi trường mới; cam kết là quá trình rộng hơn mà theo đó tiềm năng phát triển của một tế bào dần dần bị thu hẹp từ nhiều khả năng thành một.

Scope

Chủ đề này bao gồm các giai đoạn hạn chế số phận — từ năng lực thông qua xác định đến quyết định — và các thử nghiệm thực nghiệm (cô lập và cấy ghép) được sử dụng để phân biệt chúng. Nó đối chiếu các chế độ xác định tự chủ (khảm) và có điều kiện (điều hòa) và kiểm tra cách cam kết được ổn định để một tế bào và các hậu duệ của nó tạo ra các loại tế bào chính xác một cách đáng tin cậy.

Core questions

• Sự khác biệt giữa một tế bào được xác định và một tế bào đã được quyết định là gì?
• Làm thế nào các thí nghiệm có thể tiết lộ khi nào một tế bào đã cam kết?
• Khi nào số phận được cố định bởi các yếu tố quyết định bên trong so với các tín hiệu bên ngoài?
• Làm thế nào cam kết được duy trì ổn định qua các lần phân chia tế bào tiếp theo?

Key concepts

• Năng lực, sự xác định và quyết định
• Sự xác định tự chủ (khảm) so với có điều kiện (điều hòa)
• Các yếu tố quyết định tế bào chất
• Hạn chế tiềm năng phát triển
• Các thử nghiệm cấy ghép và cô lập về cam kết

Mechanisms

Một tế bào đầu tiên trở nên có năng lực — có khả năng phản ứng với các tín hiệu xác định số phận — sau đó được xác định, nghĩa là nó sẽ tuân theo một số phận nếu không bị xáo trộn nhưng vẫn có thể được định hướng lại. Với quyết định, số phận trở nên cố định và được duy trì ngay cả sau khi tế bào được cấy ghép vào một vùng khác. Sự xác định có thể là tự chủ, được thúc đẩy bởi các yếu tố quyết định tế bào chất được thừa hưởng trong quá trình phân cắt, hoặc có điều kiện, tùy thuộc vào các tín hiệu cảm ứng từ các tế bào lân cận. Cam kết được thực hiện bởi các mạng lưới yếu tố phiên mã mà, một khi được kích hoạt, sẽ củng cố sự biểu hiện của chính chúng và tuyển dụng các sửa đổi biểu sinh, khóa chương trình đã chọn để nó được truyền cho các tế bào con.

Clinical relevance

Logic của việc hạn chế số phận cung cấp thông tin cho các nỗ lực hướng tế bào gốc đến các dòng tế bào xác định và để hiểu cách cam kết có thể thất bại hoặc bị bỏ qua trong bệnh tật. Mục này mang tính giáo dục và không phải là nguồn tư vấn lâm sàng.

History

Các thí nghiệm phôi học cổ điển — tách các phôi bào và cấy ghép mô giữa các phôi — đã thiết lập sự phân biệt giữa phát triển khảm và điều hòa và định nghĩa các ý nghĩa hoạt động của sự xác định và quyết định vẫn được sử dụng ngày nay.

Seminal works

• gilbert2016

Frequently asked questions

Làm thế nào các nhà khoa học biết khi nào một tế bào đã được quyết định?

Bằng cách di chuyển tế bào đến một môi trường khác: một tế bào đã được quyết định giữ nguyên số phận ban đầu của nó, trong khi một tế bào chỉ được xác định vẫn có thể được định hướng lại bởi môi trường mới của nó.

Các yếu tố quyết định tế bào chất là gì?

Chúng là các phân tử được định vị ở các vùng cụ thể của trứng hoặc phôi sớm được thừa hưởng bởi các tế bào cụ thể trong quá trình phân chia và giúp cố định số phận của các tế bào đó.