干细胞是通过什么机制分化的?

adrift
随风飘荡 09月20日 字数 374

昨晚孩子问我一个问题:既然开始的细胞都一样,它们是怎么就分化成不同的细胞进而组成不同的组织的?我说dna里有调控指令,根据分化的阶段(阶段由dna端粒控制?)不同做不同的事。可是孩子反驳说那细胞都处在相同的阶段,应该发展成同样的细胞才对呀。我就在高中学了点生物,完全不知道该怎么回答,也不知道找什么资料,如果有外行话请指出。请教一下,发育的时候究竟依据什么来进行调控分化的呢?谢谢

LifeScience 生命科学
8 个回复
aortic
胖子也会有春天 09月22日

胚胎不是中心对称结构。胚胎发育的时候,所有细胞虽然在时间上处于同一阶段,但在空间上处于不同位置,所接受的信号强度有差异,进而DNA所表达出来的指令也有差异。

一个相关的问题是,如果把受精卵想象成一个球形,这种空间上的对称性破缺是什么时候发生的?具体机制可以有很多,与物种有关,比如卵细胞里的'mRNA分布,精子进入的位置,运动蛋白的旋转方向,以及终极大杀器-随机扰动。

【 在 adrift 的大作中提到: 】

: 昨晚孩子问我一个问题:既然开始的细胞都一样,它们是怎么就分化成不同的细胞进而组成不同的组织的?我说dna里有调控指令,根据分化的阶段(阶段由dna端粒控制?)不同做不同的事。可是孩子反驳说那细胞都处在相同的阶段,应该发展成同样的细胞才对呀。我就在高中学了点生物,完全不知道该怎么回答,也不知道找什么资料,如果有外行话请指出。请教一下,发育的时候究竟依据什么来进行调控分化的呢?谢谢

adrift
随风飘荡 09月22日

谢谢。还不是很明白。你的意思是DNA调控指令受空间位置影响?这是什么机制能做到的呢?

【 在 aortic () 的大作中提到: 】

: 胚胎不是中心对称结构。胚胎发育的时候,所有细胞虽然在时间上处于同一阶段,但在空间上处于不同位置,所接受的信号强度有差异,进而DNA所表达出来的指令也有差异。

: 一个相关的问题是,如果把受精卵想象成一个球形,这种空间上的对称性破缺是什么时候发生的?具体机制可以有很多,与物种有关,比如卵细胞里的'mRNA分布,精子进入的位置,运动蛋白的旋转方向,以及终极大杀器-随机扰动。

aortic
胖子也会有春天 09月23日

比如说胚胎里的某个细胞分泌出一种生长因子,通过扩散作用在胚胎里形成浓度梯度,

而其他细胞对该因子的响应呈现浓度依赖,就会因空间位置不同而产生不同的分化。

可参考阅读morphogen、BMP信号等相关内容。morphogen这个单词是图灵发明的,计算

机之父那个图灵。。。

的呢?

【 在 adrift (随风飘荡) 的大作中提到: 】

: 谢谢。还不是很明白。你的意思是DNA调控指令受空间位置影响?这是什么机制能做到

adrift
随风飘荡 09月23日

有意思!非常感谢您的解答

【 在 aortic () 的大作中提到: 】

: 比如说胚胎里的某个细胞分泌出一种生长因子,通过扩散作用在胚胎里形成浓度梯度,

: 而其他细胞对该因子的响应呈现浓度依赖,就会因空间位置不同而产生不同的分化。

: 可参考阅读morphogen、BMP信号等相关内容。morphogen这个单词是图灵发明的,计算

Madlee
无竹居士 09月23日

着床的时候就破坏对称性了啊

【 在 aortic 的大作中提到: 】

: 胚胎不是中心对称结构。胚胎发育的时候,所有细胞虽然在时间上处于同一阶段,但在空间上处于不同位置,所接受的信号强度有差异,进而DNA所表达出来的指令也有差异。

: 一个相关的问题是,如果把受精卵想象成一个球形,这种空间上的对称性破缺是什么时候发生的?具体机制可以有很多,与物种有关,比如卵细胞里的'mRNA分布,精子进入的位置,运动蛋白的旋转方向,以及终极大杀器-随机扰动。

: ...................

aortic
胖子也会有春天 09月23日

是的,不过着床是囊胚期,这时候胚胎本身就不是对称的了。在果蝇中,远在受精之前,卵细胞里就已经出现极化了。

【 在 Madlee 的大作中提到: 】

: 着床的时候就破坏对称性了啊

: 【 在 aortic 的大作中提到: 】

: ....................

Madlee
无竹居士 09月24日

有意思,那人的卵细胞可能也有某些极性?

【 在 aortic 的大作中提到: 】

: 是的,不过着床是囊胚期,这时候胚胎本身就不是对称的了。在果蝇中,远在受精之前,卵细胞里就已经出现极化了。

aortic
胖子也会有春天 09月24日

哺乳动物胚胎发育和其他生物的不太一样,对称性破缺在形态上出现的特别晚,囊胚之

前的细胞长得都一样,受精卵分成两个细胞就能长成双胞胎。囊胚里拿出来几个细胞做

测序也不影响发育。这样看的话,即使早期细胞里有极性,也不会是最终决定性因素。

具体分子机制还在研究中,查symmetry breaking in mammalian embryo deveopment有

很多近年的文章。

【 在 Madlee (无竹居士) 的大作中提到: 】

: 有意思,那人的卵细胞可能也有某些极性?