With the help of a tiny flatworm best known for its extraordinary ability to regenerate lost tissue, researchers have identified a gene that controls the ability of stem cells to differentiate into specialized cells. Avec l'aide d'un petit flatworm surtout connu pour son extraordinaire capacité de régénération de tissus perdu, les chercheurs ont identifié un gène qui contrôle la capacité des cellules souches de se différencier en des cellules spécialisées. The gene encodes a protein that is most similar to the protein PIWI which is an important regulator of stem cells in organisms ranging from plants to humans. Le gène codant pour une protéine qui est le plus similaire à la protéine Piwi qui est un régulateur important des cellules souches dans les organismes allant des plantes à l'homme. The significance of this study is enormous. L'importance de cette étude est énorme. It sheds light on the most crucial aspect of stem cells - how they can transform into any cell of the body. Il met en lumière l'aspect le plus crucial de cellules souches - la manière dont elles peuvent se transformer en toute cellule du corps.

The research, performed at the University of Utah School of Medicine, was carried out by Helen Hay Whitney postdoctoral fellow Peter W. Reddien (Associate Member at the Whitehead Institute for Biomedical Research), and led by Howard Hughes Medical Institute investigator Alejandro Sánchez Alvarado. La recherche, effectuée à l'Université de l'Utah School of Medicine, a été effectuée par Helen Hay Whitney stagiaire postdoctoral Reddien Peter W. (membre associé au Whitehead Institute for Biomedical Research), et dirigé par Howard Hughes Medical Institute enquêteur Alejandro Sánchez Alvarado.

Freshwater flatworm planaria have amazing ability to regenerate. L'eau douce flatworm Planaria ont étonnante capacité à se régénérer. Cut one of these animals in half, and a week later, two fully functional worms will have developed from the pieces. Couper un de ces animaux en deux, et une semaine plus tard, deux vers pleinement fonctionnelle sera élaboré à partir des pièces. Cut a piece that is 1/279th the size of the animal, and it too will regrow into a complete worm. Coupez un morceau qui est 1/279th la taille de l'animal, et il sera trop repoussent en un ver complet.

Scientists got their first clues when they individually turned off 1,065 of the worm’s genes, and found 240 that were involved in some aspect of regeneration. Les scientifiques ont leur première indices quand ils individuellement éteint 1065 du ver de gènes, et a constaté que 240 ont été impliqués dans certains aspects de la régénération. Importantly, Sánchez Alvarado noted, 85 percent of these genes are found in the genomes of other organisms, including humans. Il importe de noter Sánchez Alvarado, 85 pour cent de ces gènes se trouvent dans les génomes d'autres organismes, y compris les humains. In the current study, the scientists zeroed in on one of these genes, called smedwi-2, that was active in dividing neoblasts. Dans la présente étude, les scientifiques à zéro sur un de ces gènes, appelés smedwi-2, qui a été actif dans la division neoblasts.

Smedwi-2 belongs to the Argonaute/PIWI protein family and is most similar to PIWI proteins found in fruit flies. Smedwi-2 appartient à l'Argonaute / Piwi famille de protéines et est très semblable à Piwi protéines présentes dans les mouches des fruits. According to Sánchez Alvarado, PIWI proteins have been shown to play a role in regulating stem cells in plants and fruit flies, as well as humans. Selon Sánchez Alvarado, Piwi protéines ont été montré à jouer un rôle dans la régulation des cellules souches chez les plantes et les mouches des fruits, ainsi que l'homme. “This encompasses millions of years of evolution,” he said. "Cela comprend des millions d'années d'évolution", at-il dit. “Still, we don’t know exactly how this particular gene is doing its function in any of these organisms.” "Pourtant, nous ne savons pas exactement comment ce gène particulier est fait sa fonction dans l'une de ces organismes."

To find out, the scientists used RNA interference to specifically turn off the piwi gene in planaria. Pour le savoir, les scientifiques ont utilisé l'interférence ARN spécifiquement à désactiver le gène dans Piwi Planaria. When they did this, they found that worms had the same defects as those whose neoblasts have been destroyed by radiation — head regression, curling, and the inability to regenerate — suggesting that the gene was needed for normal neoblast function. Quand ils fait cela, ils ont constaté que les vers ont les mêmes défauts que ceux dont neoblasts ont été détruits par les radiations - chef de régression, le curling, et l'incapacité à régénérer - suggérant que le gène est nécessaire pour neoblast fonction normale.

The researchers examined piwi’s role more closely, and found that when they amputated part of a worm where the gene had been turned off, the stem cells were still able to detect the wound. Les chercheurs ont examiné le rôle de Piwi de plus près, et a constaté que quand ils amputé d'une partie du ver où le gène a été désactivée, les cellules souches étaient encore en mesure de détecter la blessure. Amputation triggered the stem cells to divide, as in normal worms, and the daughter cells traveled proficiently to the part of the body where they were needed. Amputation déclenché les cellules souches de se diviser, comme en service normal vers, et les cellules filles sont rendus efficacement à la partie du corps où elles sont nécessaires. However, once they arrived, they failed to replace the lost tissue. Cependant, une fois arrivés, ils n'ont pas réussi à remplacer la perte de tissus.

When neoblasts divide, they produce at least two cell types – one copy of the original, and one cell that can develop into a specialized cell to replace a lost cell elsewhere in the body. Lorsque neoblasts diviser, ils produisent au moins deux types de cellules - une copie de l'original, et une cellule qui peut se développer dans une cellule spécialisée pour remplacer la perte de cellules dans d'autres parties du corps. The researchers found that without piwi, the daughter cells from this division failed to differentiate into a specialized cell once they’d reached their destination. Les chercheurs ont découvert que, sans Piwi, les cellules filles de cette division n'a pas à se différencier en cellules spécialisées une fois qu'ils avaient atteint leur destination. Based on their findings, Sánchez Alvarado said, “We think that piwi is actually involved in producing daughter cells that are competent to restore aged differentiated cells during homeostasis as well as missing tissues after amputation. Sur la base de leurs conclusions, Sánchez Alvarado a dit: «Nous pensons que Piwi est effectivement impliquées dans la production de cellules filles qui sont compétentes pour rétablir âgés de cellules différenciées au cours de l'homéostasie ainsi que des tissus disparus après l'amputation. Unlike what’s been thought about piwi for some time, which is that it was required to maintain the stem cell, we think that’s not happening here. Contrairement à ce qui a été pensé à Piwi pendant un certain temps, qui est qu'il est nécessaire de maintenir la cellule souche, nous croyons que c'est pas le cas ici. The stem cells are being maintained by another mechanism, and it’s the division progeny, instead, that is being affected.” Les cellules souches sont maintenues par un autre mécanisme, et c'est la division progéniture, au lieu de cela, qui est affecté. "

There’s some evidence, Sánchez Alvarado said, that piwi plays a similar role in regulating the progeny of adult stem cells in humans. Il ya certains éléments de preuve, a déclaré Sánchez Alvarado, Piwi qui joue un rôle similaire dans la régulation de la descendance des cellules souches adultes chez l'homme. He cautioned that more work is needed to determine just how functionally similar the factors regulating stem cells in planaria are to those in higher organisms. Il a mis en garde que des travaux supplémentaires sont nécessaires pour déterminer à quel fonctionnellement similaires aux facteurs de régulation des cellules souches dans Planaria sont à ceux qui sont dans les organismes supérieurs. But so far there’s good evidence that many of the important genes are the same, he said. Mais jusqu'à présent, il est bon que de nombreuses preuves de l'importance des gènes sont les mêmes, dit-il.

The current study begins the detailed analysis that will be needed to establish whether this humble worm can illuminate the mechanisms underlying the unique biology of stem cells. La présente étude commence l'analyse détaillée qui sera nécessaire pour établir si cette humble ver peut éclairer les mécanismes qui sous-tendent la biologie unique des cellules souches.

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