mit Stammzellen und Organoide

Protokolle Studium der Neandertaler-DNA in modernen Menschen gefunden, die die Umwandlung von menschlichen pluripotenten Stammzellen (iPS) Linien in Organoiden haben die Art und Weise induziert erlauben Wissenschaftlern geändert können Entwicklungsprozesse studieren und es ihnen ermöglichen, das Zusammenspiel zu entziffern zwischen Genen und Gewebebildung, insbesondere für die Organe, wo Primärgewebe nicht verfügbar sind. Nun nehmen die Ermittler diese Technologie und ihre Anwendung, die Auswirkungen auf die Entwicklung der Neandertaler-DNA zu untersuchen.

„Linien iPSC Mit den Funktionen der archaischen menschlichen DNA zu untersuchen ist ein ungenutztes, aber sehr interessanter Ansatz“, sagt Senior Autor J. Gray Camp des Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Deutschland und der Universität Basel in der Schweiz. „Niemand hat jemals in der Lage, die Rolle Neandertaler-DNA spielt während der Entwicklung zu suchen.“

Studien haben gezeigt, dass etwa 2% des Genoms des modernen Menschen von außerhalb Afrika von Neandertaler-DNA zusammengesetzt ist. Diese archaische DNA ist ein Ergebnis vor Zehntausenden von Jahren zwischen den beiden Gruppen zusammenpassen.

In der neuen Studie, das Team verwendeten Ressourcen aus dem menschlichen induzierten pluripotenten Zellen Initiative (HipSci) Stamm, ein internationales Konsortium, das Daten und Zelllinien für die Forschung zur Verfügung stellt. Fast alle der Daten und Zelllinien in HipSci sind von Menschen in Großbritannien und europäischer Abstammung Nord. Die Forscher analysierten diese Zellinie Ressource für sein Neanderthal DNA-Gehalt und mit Anmerkungen versehen funktionelle Neanderthal Varianten für jede der Zelllinien.

„Einige Neandertaler Allele relativ hohe Frequenz in dieser Population haben“, erklärt Camp. „Wegen daß diese iPSC Ressource enthält bestimmte Gene, die für Neanderthal Allele homozygot sind, einschließlich der Gene, die mit der Haut und Haarfarbe, die in Europäer sehr weit verbreitet sind.“

Camp-Team verwendet fünf Zelllinien Gehirn Organoide und erzeugt Einzelzell-RNA-Sequenzierung Daten zu erzeugen, um ihre Zellzusammensetzung zu analysieren. Sie zeigten, dass diese Transkriptom-Daten verwendet werden könnten, über Entwicklungsprozesse Neanderthal abgeleiteten RNA zu verfolgen. „Dies ist eine Proof-of-Hauptstudie zeigt, dass Sie diese Ressourcen, um die Aktivität von Neandertaler-DNA in einem Entwicklungsprozess studieren können“, sagt Camp. „Die wirkliche Herausforderung wird die Skalierung der Anzahl der Zeilen in einem Experiment, aber dies wird gerade schon möglich sein.“

Camp stellt fest, dass diese Forschung könnte erweitert werden, andere alte menschliche Populationen zu untersuchen, einschließlich Denisova, die Gene, die in erster Linie in Oceanian Populationen vorhanden sind. Sein Team plant auch Allele weiter studieren Neandertaler mit HipSci und anderen Ressourcen. „Organoide verwendet werden können, eine Reihe von verschiedenen Entwicklungsprozessen und Phänotypen von Neandertaler-DNA, einschließlich dem Darm-Trakt und die Verdauung, Kognition und neuronale Funktion und die Immunantwort gegen Krankheitserreger gesteuert zu studieren“, schließt er.

Die Forscher haben einen Web-Browser mit diesen Informationen generiert die Daten leicht zugänglich für die zukünftige Forschung zu machen.

Quelle: Cell Press. "Studying the Neanderthal DNA found in modern humans using stem cells and organoids." ScienceDaily. ScienceDaily, 18 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200618150306.htm>.