Team afslører regler for fremstilling af ribben

Forskere fra USC Stem Cell lab of Francesca Mariani delte for nylig en opskrift på ribben, og det kræver ikke engang barbecuesauce.

I en ny publikation i tidsskriftet eLife , første forfattere Jennifer Fogel fra USC, Daniel Lakeland fra Lakeland Applied Sciences og kolleger undersøger udviklingen af ​​hvirveldyrets brystkasse, som støtter kroppen, beskytter de indre organer og muliggør liv på land.

I undersøgelsen, forfatterne beskriver et simpelt beregningsværktøj, der modellerer de valg, celler foretager, mens brystkassen udvikler sig i det tidlige musefoster. Nogle celler vælger at blive knogledelen af ​​hvert ribben, der forbinder til rygsøjlen, mens andre celler vælger at danne bruskafsnittet af hvert ribben, der forbinder brystbenet. Forståelse af denne proces krævede, at holdet integrerede virkningerne af cellevækst, celledød, og cellekommunikation ind i deres beregningsværktøj for at få indsigt i, hvordan skelettet dannes.

Ved at bruge modellen, forskerne foreslår, at de forskellige niveauer af et udskilt protein kaldet Hedgehog (Hh) er vigtige for, at celler kan træffe beslutningen om at danne knogle eller brusk. Høje niveauer af Hh fordrejer cellerne mod at danne knoglekomponenten. Når Hh bevæger sig længere væk fra sin kilde ved midten af ​​ryggen, koncentrationer af Hh fald. Lavere koncentrationer skæmmer cellerne mod at danne den fjernere bruskkomponent af hvert ribben.

Hver celles beslutning om at bidrage til knogle- eller bruskkomponenten er sandsynligvis låst tidligt, når embryoet er meget lille, og opretholdes, når embryonet vokser eksponentielt.

"Vores undersøgelse tyder på, at uanset om et embryo giver anledning til en stor elefant eller en lille mus, at ribbenskelettet allerede har organiseret sig, mens embryonet er mindre end et riskorn, " forklarede Mariani, assisterende professor i stamcellebiologi og regenerativ medicin og hovedforsker i Eli og Edythe Broad Center for Regenerativ Medicin og Stamcelleforskning ved USC. "Ud over, Den modelleringstilgang, vi udviklede, kan bruges til at forstå udfordringerne ved at bygge nyt væv hos voksne efter skade."