내세포집단: 두 판 사이의 차이

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* [[:en:Cdx2|Cdx2]] : Cdx2는 영양외배엽(TE)에서 강하게 발현되며 영양외배엽(TE)를 유지하기 위해 필요하다. Cdx2가 없는 마우스(Cdx2 null mutant)에서는 압축(compaction,분화과정 중 한 단계)을 겪지만 후기 배반시기에는 영양외배엽(TE) 상피의 완전성을 잃는다. 게다가 이 영양외배엽(TE) 세포에서 Oct4의 발현이 이어서 올라가게 된다. 이는 Cdx2가 이 세포들에서는 Oct4의 발현을 억제하는 역할을 하는 것을 알수 있다. 또한 Cdx2가 없는 마우스에서도 배아 줄기 세포가 만들어 질 수 있기 때문에, 이는 Cdx2는 내세포집단(ICM) 으로의 분화에 필수적이진 않다는 것을 알수 있다. <ref name=Strumpf>Strumpf D, Mao CA, Yamanaka Y, Ralston A, Chawengsaksophak K, Beck F, Rossant J. 2005. Cdx2 is required for correct cell fate specification and differentiation of trophectoderm in the mouse blastocyst. Development 132:2093–2102.</ref>
 
* [[:en:TEAD4|Tead4]] : Cdx2와 마찬가지로, Tead4는 전사 인자가 보편적<ref>보편적([[wiktionary:ubiquitous|ubiquitous]])</ref>(ubiquitous) 으로 발현 되더라도 영양외배엽(TE) 기능에 필요하다. Tead4 가 없는 마우스(null mutant)도 마찬가지로 압축을압축(compaction)을 받지만하지만 포배강(blastocoel cavity를cavity)를 생성하지 못합니다. Cdx2-null 배아와 마찬가지로, Tead4-null 배아는 배아 줄기 세포를 생산할만들 수 있으며 Tead4는 내세포집단(ICM) 분화에 필요하지 않음을 나타낸다.<ref>Nishioka N, Yamamoto S, Kiyonari H, Sato H, Sawada A, Ota M, Nakao K, Sasaki H. 2008. ''Tead4'' is required for specification of trophectoderm in pre-implantation mouse embryos. Mech Dev 125:270–283.</ref> 최근 연구에 따르면 Tead4가 TE에서영양외배엽(TE)에서 Cdx2를 상향 발현(upregulate)하는 데 도움이 될 수 있으며 그 전사 활성은 보조 활성 인자( coactivator ) Yap에Yap('''yes-associated 달려protein 있음을1)'''가 보여주었습니다.있어야 한다는 것을 보여주었다.<ref>Nishioka N, et al. 2009. The Hippo signaling pathway components Lats and Yap pattern Tead4 activity to distinguish mouse trophectoderm from inner cell mass. Dev Cell 16: 398–410.</ref> 외부 세포(TE) 내에서의 Yap의 세포 내 위치(핵,세포질이냐)는 TE 분화(specificity)에 기여할 수있는수 있는 반면, 내부 세포내세포집단(ICM)는 인산화(phosphorylation) 를 통해 세포질에서 Yap를 세포질에 격리한다.
 
 
이런 것들을 통해 전사 인자들은 이러한 양성 피드백를 통해 TE,ICM 분화에 기여한다. 이러한 분극화(polarization)[https://en.wikipedia.org/wiki/Cell_polarity],분화는 8-16세포기에 시작된다.
apical-basolateral polarity는 apical 마커인 Par3, Par6 및 aPKC 와 마찬가지로 basal 마커인 E-Cadherin을 통해 볼수 있다.<ref name=Marikawa/><br>
 
이런 것들을 통해 전사 인자들은 이러한 양성 피드백를 통해 영양외배엽(TE,) 또는 내세포집단(ICM) 분화에 기여한다. 이러한 분극화(polarization)[https://en.wikipedia.org/wiki/Cell_polarity],분화는 8-16세포기에 시작된다.
compaction중에서 극성(polarity)의 확립은 배아의 내 외부 세포에 대한 환경에 따라 생성하는 것으로 생각된다. 결과적으로, 위의 전사 인자의 확률 적 발현은 외부 세포를 TE 운명으로, 내부 세포를 ICM 운명으로 지정하는 피드백 루프로 증폭된다.
 
정단면-하측면(apical-basolateral polarity는polarity)는 정단면(apical) 마커인 Par3, Par6 및 aPKC 와 마찬가지로 하측면(basal) 마커인 E-Cadherin을 통해 볼수 있다.<ref name="Marikawa" /><br>
 
compaction중에서압축(compaction)중에서 극성(polarity)의 확립은 배아의 내 외부 세포에 대한 환경에 따라 생성하는 것으로 생각된다. 결과적으로, 위의 전사 인자의인자들의 확률 적확률적 발현은 외부 세포를 영양외배엽(TE) 운명으로, 내부 세포를 내세포집단(ICM) 운명으로 지정하는 피드백 루프로 증폭된다.
모델에서, 정점 환경 (apical environment)은 Cdx2를 활성화 시키며, Cdx2는 하위(downstream) 전사 인자 인 Elf5를 통해 자신의 발현을 상향 조절한다(양성피드백). <br><br>
 
3 번째 전사 인자인 Eomes와 함께 외부 세포에서 Oct4와 Nanog와 같은 다 능성다능성 유전자를 억제하는 역할을 한다.<ref name="Marikawa" /><ref name="Strumpf" />
따라서, TE는영양외배엽(TE)는 특정되고 구별된다. 그러나 이와 다른 안쪽 세포에서는 Cdx2 유전자를 활성화시키지 않고 Oct4, Nanog, Sox2를 높은 수준으로 발현된다.<ref name="Marikawa" /><ref name="Suwinska" /> 이 유전자들은 Cdx2를 억제하고 내부 세포는 다 능성을다능성을 유지하여 ICM을내세포집단(ICM)을 생성하고 결국에는 나머지 배아가 적절하게 분화하게 한다.
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이런 이분법적인 유전자 상호작용은 마우스 배아의 난할구들을 ICM과내세포집단(ICM)과 영양외배엽(TE 둘다로)로 분열시키는 것에 분명히 필요하지만, 이러한 피드백 고리의 개시는 논쟁의 여지가 있다.
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확률적으로 또는 비대칭 성을 통해 시작되었는지 여부는 불분명하며, 요즘의 연구는 초기의 비대칭 마커를 밝히려 하고 있다.
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예를 들어, 일부 연구는 장래의 동물과 식물 기둥과 관련하여 배아 발생 과정에서 처음 두 번의 분열을분열이 궁극적궁극적인 특성 특성과구분에 관련 짓고있다. 처음 두 번의 분열 과정에서 후성적 정보의 비대칭적인 분할과 이것이 일어나는 방향과 순서가 상실배 세포의 내부 또는 외부의 세포의 위치에 기여할 수있다.<ref>Bischoff, Marcus, et al. Formation of the embryonic-abembryonic axis of the mouse blastocyst: relationships between orientation of early cleavage divisions and pattern of symmetric/asymmetric divisions. Development 135, 953-962 (2008)</ref><ref>Jedrusik, Agnieszka, et al. Role of Cdx2 and cell polarity in cell allocation and specification of trophectoderm and inner cell mass in the mouse embryo. Genes Dev. 2008 22: 2692-2706</ref>
 
== 줄기 세포(stem cell) ==
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포유류 배아의 내세포집단(ICM)으로부터 분리되고 배양 된 난할구들은 배아 줄기 (embryonic stem, ES) 세포로 알려져있다. 이 다능한 (pluripotent) 세포는 알맞게 조성 된 배지에서 자랄 때 줄기세포로써 성인 신체의 세 가지 배아 층 (외배엽, 내배엽 및 중배엽) 모두를 만들 수 있다.<ref name="Robertson">Robertson, Elizabeth , et al. Germ-line transmission of genes introduced into cultured pluripotential cells by retroviral vector. Nature 323, 445 - 448 (2 October 1986)</ref> 예를 들어, 전사 인자 LIF4는 마우스 ES배아 줄기(ES)세포가 체외에서 유지되는 데 필요하다.<ref>Smith AG, Heath JK, Donaldson DD, Wong GG, Moreau J, Stahl M and Rogers D (1988) Inhibition of pluripotential embryonic stem cell differentiation by purified polypeptides. Nature, 336, 688–690</ref> 난할구들(Blastomeres)은 초기 배반포(blastocyst)에서 분리 된 내세포집단(ICM)으로부터 분리할수 있고, Oct4, Sox2 및 Nanog에 의해 유지되는 그들의 전사 발현은 줄기 세포 상태(undifferentiated state)를 유지하는데 도움을 준다.
 
 
 
포유류 배아가 발생하는 성질의 한 가지 이점은 ICM의 분할구의 조작을 통한 아웃 마우스를 생성할 수 있다는 것이다.
마우스에서는 관심있는 유전자의 돌연변이를 배양 된 ES 세포에 바이러스 등을 통해(retrovirally) 도입 할 수 있으며, 그대로 ES 세포를 배아의 ICM에 재 도입 할 수 있다.
그 결과 관심 있는 유전자의 돌연변이를 가진 ES 세포 일부가 포함된 키메라 마우스를 만들수 있다.
이러한 과정의 목적은 돌연변이 된 유전자를 생쥐의 생식 세포계에 도입하여(확률적으로) 그 자손이 관심 유전자의 하나 또는 둘 모두의 대립 유전자를 결실시키는 것이다. 유전 학자들은 포유류 시스템(in vivo)에서 유전자의 기능을 연구 할 때 이 ICM 조작 기술을 널리 사용한다.<ref name=Wolpert/><ref name=Robertson/>
 
포유류 배아가 발생하는 성질의성질을 이용한 한 가지 이점은 ICM의내세포집단(ICM)의 분할구의 조작을 통한 아웃녹아웃 마우스를 생성할 수 있다는 것이다.
마우스에서는 관심있는 유전자의 돌연변이를 배양 된 배아 줄기(ES) 세포에 바이러스 등을 통해(retrovirally) 도입 할 수 있으며, 그대로 배아 줄기(ES) 세포를 배아의 ICM에내세포집단(ICM)에 재 도입 할 수 있다.
그 결과 관심 있는 유전자의 돌연변이를 가진 배아 줄기(ES) 세포 일부가 포함된 키메라 마우스를 만들수 있다.
이러한 과정의 목적은 돌연변이 된 유전자를 생쥐의 생식 세포계에 도입하여(확률적으로) 그 자손이 관심 유전자의 하나 또는 둘 모두의 대립 유전자를 결실시키는 것이다. 유전 학자들은 포유류 시스템(in vivo)에서 유전자의 기능을 연구 할 때 이 내세포집단(ICM) 조작 기술을 널리 사용한다.<ref name=Wolpert/><ref name=Robertson/>
 
사람에서의 유전자 조작은 윤리적인 문제를 일으킬 수 있으며, 단일 세포 일때 유전자 돌연변이를 일으키고 세포가 8세포기 이상 되었을때 single cell sequencing 을 통해 원하는 배아를 얻을 수 있다.
== 참고 이미지 ==
<gallery>
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== 같이 보기 ==
 
* [[Homeobox genes]]