Soaked-Bead Assay를 사용한 닭 배아 발생 동안의 세포 분화, Morphogenesis, 및 패터닝 분석

배아 발달 동안 유전자 발현을 조절하는 분자 메커니즘의 돌파구는 우리가 세포 운명이 어떻게 결정되는지 이해할 수있게 해주었습니다. 상이한 세포 계보에 대한 헌신은 일단 세포가 전사 인자¹의 분자 발현을 시작하면, 발생한다. 이러한 발현 패턴은 공간과 시간에서 고도로 조정되고, 따라서 세포, 조직 및 기관 1,2,3,4,5의 형성, 포지셔닝 및 패터닝을 지시한다. 배아 유도는 세포의 잠재력을 제한하는 계층 구조를 확립함으로써 세포가 특정 혈통에 전념하는 과정이며, 이는 심지어 Spemann 주최자 ^6,7에서 발생하는 기본 신체 계획의 생성을 포함합니다. 배반포어 등쪽 입술은 숙주 배아 ^8,9에서 두 번째 배아 축을 유도한다. 오늘날, 그래프팅 및 분자 접근법과 결합된 다른 고전적 실험의 도움으로, 상이한 전사 인자 및 성장 인자가 Spemann 조직자¹⁰에서 배아 유도를 지시하는 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 실험 조작은 배아 발생 동안 세포 분화, 형태 형성 및 패터닝 과정을 이해하는 데 중요한 도구입니다.

흥미롭게도, 조직 이식이 어렵거나 유도제가 이미 잘 알려진 배아 시스템에서, 운반체는 세포 분화, 형태형성 및 심지어 패터닝을 조절하기 위해 분자 (예를 들어, 단백질, 화학물질, 독소 등)를 전달하는데 사용된다. 하나의 그러한 운반체 시스템은 상기 시약의 효과를 결정하거나 상기 모델의 분화를 지시하기 위해 임의의 발달 시점에서 임의의 실험 모델 유기체에 특정 분자에 담근 비드를 이식하는 것을 포함한다. 예를 들어, 닭 날개 사지 새싹에 레티노산 (RA)-담근 비드를 이식함으로써, Cheryl Tickle et al. (1985)는 RA가 편광 활성 (ZPA) ^11,12의 영역에서 음파 고슴도치의 발현을 유도한다는 것을 입증했다. 동일한 실험 전략이 RA가 디지트 발달 동안 사지 새싹 및 다른 배아 사지 영역 ^13,14,15에서 소마이트 및 세포 사멸의 비대칭성을 조절한다는 것을 발견하기 위해 사용되었다. 다른 인자, 주로 단백질 (예를 들어, 섬유아세포 성장 인자 [FGF], 형질전환 성장 인자-베타 [TGF-ß])은 초기 배아의 옆구리에서 사지를 유도하고 인터디지털 영역에서 새로운 자릿수를 유도하는데 사용되어 왔으며, 각각^{16,17,18,19,20,21} . 이들 실험은 분자에 노출된 조직 또는 세포 그룹의 헌신 또는 능력의 단계를 결정하기 위한 이 기술의 힘과 유용성을 입증한다.

이 프로토콜에서, 자리 형성의 단계에서 병아리 사지는 침지된 비드를 제조하고 이식하는 방법을 단계적으로 제시하는 실험 모델로서 작용하였다. 그러나, 이러한 실험 도구는 본 출원에 한정되지 않지만, 유도, 분화, 세포 사멸 및 패터닝을 연구하기 위해 임의의 실험 동물 모델 및 시험관 내 및 생체내 임의의 시점들에서 이용될 수 있다.