En ny studie vid Hebrew University avslöjar insikter i mRNA-reglering under embryonal utveckling. Studien belyser den invecklade processen för mRNA-reglering under embryonal utveckling, och ger nya insikter om hur pluripotenta celler antar specialiserade identiteter genom genuttryck.
Verket publiceras i tidskriften Nature Communications . Forskningen leddes av Ph.D. Student Lior Fishman och team under ledning av forskaren Dr. Michal Rabani från Alexander Silberman Institute of Life Science vid Hebrew University, och i samarbete med forskare från National Institutes of Health i USA
Embryonal utveckling involverar pluripotenta celler som antar specialiserade identiteter genom att anta särskilda genuttrycksprofiler. Att förstå de relativa bidragen från mRNA-transkription och nedbrytning för att forma dessa profiler har dock varit utmanande, särskilt inom embryon med olika cellulära identiteter.
I studien använde forskarna en teknik som kallas encellig RNA-sekvensering tillsammans med metabolisk märkning för att spåra hur gener slås på och av över tid i zebrafiskembryon. De kunde skilja på det mRNA som gjordes nytt (från själva embryot) och det mRNA som redan fanns där (från modern). Med hjälp av matematiska modeller mätte de hur snabbt gener slogs på och av i olika typer av celler när de utvecklades.
Resultaten av studien avslöjar mycket varierande regleringshastigheter över tusentals gener. Forskarna observerade koordinerade transkriptions- och destruktionshastigheter för många transkript och kopplade skillnader i nedbrytning till specifika sekvenselement. Viktigt är att de identifierade celltypsspecifika skillnader i nedbrytning, inklusive selektiv retention av moderns transkript i primordiala könsceller och omslutande lagerceller, två av de tidigast specificerade celltyperna.
Dr. Rabani, senior författare till studien, kommenterade:"Vår studie ger en kvantitativ metod för att studera mRNA-reglering under en dynamisk spatio-temporal respons. Detta arbete öppnar nya vägar för att förstå de molekylära mekanismerna som ligger till grund för cellödebestämning under embryonal utveckling. "
Resultaten av denna studie bidrar till en djupare förståelse av mRNA-reglering och dess roll i att forma cellulära identiteter under embryonal utveckling. Forskargruppen hoppas att deras arbete kommer att bana väg för framtida studier som syftar till att reda ut komplexiteten i reglering av genuttryck i olika biologiska sammanhang.
Mer information: Lior Fishman et al, Cell-typ-specifik mRNA-transkription och nedbrytningskinetik i zebrafisk embryogenes från metaboliskt märkt encellig RNA-seq, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47290-9
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av Hebrew University of Jerusalem
