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運命マッピングは、発生生物学でさまざまな成体組織や構造の胚の起源を研究するために使用される方法です。各細胞または細胞群の「運命」が胚にマッピングされ、胚のどの部分がどの組織に発達するかを示します。単一細胞の解像度で実行される場合、このプロセスは細胞系統追跡と呼ばれます。これは、腫瘍の発達を追跡するためにも使用されます。運命マッピングと細胞系統は、細胞の履歴を追跡するための同様の方法です。
歴史
運命地図は、胚が初期発生の過程で特定の領域をたどり、それが明確な体構造を形成する過程を追跡する目的で作成された。[1]最初の運命地図は 1880 年代にさかのぼる。[1] 1905 年の初期の運命地図はエドウィン・コンクリンが作成し、ホヤ類やその他の海洋無脊椎動物の胚を直接観察したに基づいていた。 [2]現代の運命地図作成は、ウォルター・フォークトが染色した寒天チップを使用して発生中の胚の特定の領域に印を付け、胚葉形成を通じて細胞を追跡するプロセスを発明した1929 年に始まりました。[3]この実験を行うために、フォークトは顕微鏡プレート上で染料と寒天を乾燥させ、その小片を胚の特定の場所に置きました。胚が成長するにつれて、彼はこのプロセスを繰り返して細胞の動きを分析しました。この手順により、フォークトは正確な運命地図を作成することができ、形態形成研究に革新的なアプローチを導入しました。[4] 1978年に、より効果的なマーカーとして西洋ワサビペルオキシダーゼ（HRP）が導入されましたが、胚を固定してから観察する必要がありました。 [5]運命マッピングは、レトロウイルスによって細胞に導入される分子バーコードを使用して行うこともできます。[6]
遺伝的運命マッピングは、部位特異的リコンビナーゼを使用して細胞系統を遺伝的に追跡する技術で、1981年に開発されました。このプロセスでは、胚や臓器を操作する必要はありません。[7]標識の遺伝的根拠により、最初に標識された細胞から生まれたすべての子孫にマーカーが継承されることが保証され、細胞分裂中の染料マーカーに関連する希釈の問題が克服され、高い精度と解像度が実現します。[7]
全体として、運命マッピングは、発生生物学、 [8]、 幹細胞研究、腎臓研究など、今日の生物学研究の多くの分野で重要なツールとして機能しています。 [9]
運命マッピングと細胞系統図の違い
1905年、細胞系統を使った最初の実験が行われ、ホヤ類のStyela partitaの細胞を追跡しました。細胞系統とは、3つの胚葉のうちの1つから特定の細胞の経路をたどることです。[10]運命マッピングと細胞系統は関連した概念であり、重複することがよくあります。たとえば、C. elegansの完全な細胞系統の発達は、階層的に積み重ねられた各細胞分裂の運命マップとして説明できます。[11]これらのトピックの違いは、分析される情報の種類にあります。運命マッピングは、特定の発達段階でどの組織が胚のどの部分から来るかを示しますが、細胞系統は各分裂における細胞間の関係を示します。[12]細胞系統を使用して運命マップを生成することができ、C. elegansのような場合には、連続的な運命マッピングを使用して細胞系統を開発することができます。[13]
参照
参考文献
- ^ ab DeRuiter, Corinne (2010-09-08). 運命マップ (レポート). アリゾナ州立大学. 生命科学学部. 生物学と社会センター. 胚プロジェクト百科事典.|アリゾナ州評議会.
- ^ Conklin, Edwin Grant (1905).ホヤ卵の構成と細胞系統 / Edwin G. Conklin 著. フィラデルフィア: [自然科学アカデミー]. doi :10.5962/bhl.title.4801.
- ^ ヴァルター、フォークト (1929 年 6 月)。 「Gestaltungsanalyse am Amphibienkeim mit Örtlicher Vitalfärbung: II. Teil. Gastrulation und Mesodermbildung bei Urodelen und Anuren」。Wilhelm Roux の Archiv für Entwicklungsmechanik der Organismen (ドイツ語)。120 (1): 384–706。土井：10.1007/BF02109667。ISSN 0949-944X。PMID 28354436。S2CID 31738009 。
- ^ DeRuiter, Corinne (2010-11-19). 運命マッピング技術 (レポート). アリゾナ州立大学. 生命科学学部. 生物学と社会センター. 胚プロジェクト百科事典.|アリゾナ州評議会.
- ^ Weisblat, D.; Sawyer, R.; Stent, G. (1978-12-22). 「トレーサー酵素の細胞内注入による細胞系統分析」. Science . 202 (4374): 1295–1298. Bibcode :1978Sci...202.1295W. doi :10.1126/science.725606. ISSN 0036-8075. PMID 725606.
- ^ Tammela, Tuomas; Sage, Julien (2020). 「マウスモデルにおける腫瘍の不均一性の調査」Annual Review of Cancer Biology . 4 (1): 99–119. doi : 10.1146/annurev-cancerbio-030419-033413 . PMC 8218894 . PMID 34164589.
- ^ ab Legué, Emilie; Joyner, Alexandra L. (2010)、「部位特異的リコンビナーゼを用いた遺伝的運命マッピング」、マウス発達技術ガイド、パートB：マウス分子遺伝学、第2版、Methods in Enzymology、vol. 477、Elsevier、pp. 153–181、doi :10.1016/s0076-6879(10)77010-5、ISBN 978-0-12-384880-2、PMC 4684171、PMID 20699142
- ^ Gross, Joshua B.; Hanken, James (2008年5月). 「脊椎動物の骨形成頭蓋神経堤の運命マッピング研究のレビュー」.発達生物学. 317 (2): 389–400. doi : 10.1016/j.ydbio.2008.02.046 . ISSN 0012-1606. PMID 18402934.
- ^ Duffield, Jeremy S.; Humphreys, Benjamin D. (2011年3月). 「成人腎臓における新しい細胞の起源：遺伝子標識技術の結果」. Kidney International . 79 (5): 494–501. doi : 10.1038/ki.2010.338 . ISSN 0085-2538. PMID 20861816.
- ^ DeRuiter, Corinne (2010-09-08). 運命マップ (レポート). アリゾナ州立大学. 生命科学学部. 生物学と社会センター. 胚プロジェクト百科事典.|アリゾナ州評議会.
- ^ Rudel, David; Sommer, Ralf J (2003年12月). 「発達メカニズムの進化」.発達生物学. 264 (1): 15–37. doi : 10.1016/S0012-1606(03)00353-1 . PMID 14623229.
- ^ Hsu, Ya-Chieh (2015-08-18). 「系統追跡の理論と実践」. Stem Cells . 33 (11): 3197–3204. doi :10.1002/stem.2123. ISSN 1066-5099. PMC 4618107. PMID 26284340 .
- ^ 劉暁;ロング、フフイ。彭、漢川。アーニ、サラ・J。ジャン・ミン；サンチェス・ブランコ、アドルフォ。マレー、ジョン I.エリシア・プレストン。バーバラ、メリクル（2009 年 10 月）。 「線虫における単一細胞遺伝子発現プロファイルからの細胞運命の分析」。セル。139 (3): 623–633。土井：10.1016/j.cell.2009.08.044。ISSN 0092-8674。PMC 4709123。PMID 19879847。
外部リンク
- http://worms.zoology.wisc.edu/frogs/gast/gast_fatemap.html
- 運命マッピング技術：体外培養されたマウス胚の胚盤胞期細胞の生体標識にカルボシアニン色素を使用する