Lesdoelen:
Je kan uitleggen hoe epigenetische mechanismen, zoals DNA-methylering
en histon-acetylering, de fysieke structuur van chromatine veranderen om
genexpressie aan of uit te zetten.
Je kan beschrijven hoe de introductie van specifieke transcriptiefactoren de
cellulaire identiteit 'reset' naar een pluripotente staat.
Je kan een protocol ontwerpen voor gestuurde differentiatie waarbij
specifieke signaalpaden worden gemanipuleerd en de resterende cel
identiteit wordt gecontroleerd.
Pluripotency induction
Pluripotency induction is het proces waarbij een gedifferentieerde lichaamscel
wordt teruggeprogrammeerd naar een pluripotente stamceltoestand. Dit gebeurt
door specifieke transcriptiefactoren, kunstmatig te activeren, waardoor het
epigenetische landschap en het genexpressieprofiel van de cel worden omgezet.
Tijdens deze herprogrammering worden somatische genen onderdrukt,
pluripotentie-genen geactiveerd en verandert het celmetabolisme zodat de cel
opnieuw het vermogen krijgt om uit te groeien tot vrijwel elk celtype van het
lichaam.
Zoals de afbeelding toont, gaat “Pluripotency Induction” gepaard met specifieke
chemische markeringen, zoals H3K4me3 (paarse bolletjes) die actieve
transcriptie van pluripotentie genen bevorderen, terwijl H3K27me3 (blauwe
bolletjes) juist zorgt voor een repressieve, compacte staat.
Bivalente status
Een uniek kenmerk van deze pluripotente stamcellen is de "bivalente" status,
waarbij zowel activerende (H3K4me3) als onderdrukkende (H3K27me3)
markeringen tegelijk voorkomen om genen in een 'pauzestand' klaar te houden
voor snelle activatie.
, Daarnaast spelen histon-acetylatiemerken (groene 'A'-tjes) een cruciale rol door
de chromatinestructuur open en toegankelijk te maken voor transcriptiefactoren.
Door deze herprogrammering, waarbij ook methylgroepen van het DNA worden
verwijderd (van zwarte naar witte bolletjes), 'vergeet' de cel zijn specialisatie en
keert hij terug naar de top van de berg als een pluripotente cel.
Embryonale ontwikkeling
Aan het einde van de klieving vormt het embryo een blastocyst met meer dan
honderd cellen rond een holte. Aan één kant ligt de inner cell mass, die het
eigenlijke embryo vormt en de bron is van embryonale stamcellen.
De trophoblast, de buitenlaag van de blastocyst, start de implantatie door het
baarmoederslijmvlies af te breken en binnen te dringen. Rond deze tijd vormt de
inner cell mass twee lagen: epiblast en hypoblast. Het menselijke embryo
ontstaat vrijwel volledig uit epiblastcellen.
Na implantatie groeit de trophoblast verder het endometrium in en ontstaan vier
extra-embryonale membranen die buiten het embryo liggen maar door het
embryo worden gevormd. Tegelijk begint de gastrulatie: epiblastcellen vormen
ectoderm, mesoderm en endoderm.
Aan het einde van gastrulatie zijn de kiemlagen compleet en omringd door de
extra-embryonale membranen. De trophoblast, epiblast en delen van het
endometrium vormen samen de placenta, die de uitwisseling van
voedingsstoffen, gassen en afvalstoffen tussen moeder en embryo verzorgt.
Je kan uitleggen hoe epigenetische mechanismen, zoals DNA-methylering
en histon-acetylering, de fysieke structuur van chromatine veranderen om
genexpressie aan of uit te zetten.
Je kan beschrijven hoe de introductie van specifieke transcriptiefactoren de
cellulaire identiteit 'reset' naar een pluripotente staat.
Je kan een protocol ontwerpen voor gestuurde differentiatie waarbij
specifieke signaalpaden worden gemanipuleerd en de resterende cel
identiteit wordt gecontroleerd.
Pluripotency induction
Pluripotency induction is het proces waarbij een gedifferentieerde lichaamscel
wordt teruggeprogrammeerd naar een pluripotente stamceltoestand. Dit gebeurt
door specifieke transcriptiefactoren, kunstmatig te activeren, waardoor het
epigenetische landschap en het genexpressieprofiel van de cel worden omgezet.
Tijdens deze herprogrammering worden somatische genen onderdrukt,
pluripotentie-genen geactiveerd en verandert het celmetabolisme zodat de cel
opnieuw het vermogen krijgt om uit te groeien tot vrijwel elk celtype van het
lichaam.
Zoals de afbeelding toont, gaat “Pluripotency Induction” gepaard met specifieke
chemische markeringen, zoals H3K4me3 (paarse bolletjes) die actieve
transcriptie van pluripotentie genen bevorderen, terwijl H3K27me3 (blauwe
bolletjes) juist zorgt voor een repressieve, compacte staat.
Bivalente status
Een uniek kenmerk van deze pluripotente stamcellen is de "bivalente" status,
waarbij zowel activerende (H3K4me3) als onderdrukkende (H3K27me3)
markeringen tegelijk voorkomen om genen in een 'pauzestand' klaar te houden
voor snelle activatie.
, Daarnaast spelen histon-acetylatiemerken (groene 'A'-tjes) een cruciale rol door
de chromatinestructuur open en toegankelijk te maken voor transcriptiefactoren.
Door deze herprogrammering, waarbij ook methylgroepen van het DNA worden
verwijderd (van zwarte naar witte bolletjes), 'vergeet' de cel zijn specialisatie en
keert hij terug naar de top van de berg als een pluripotente cel.
Embryonale ontwikkeling
Aan het einde van de klieving vormt het embryo een blastocyst met meer dan
honderd cellen rond een holte. Aan één kant ligt de inner cell mass, die het
eigenlijke embryo vormt en de bron is van embryonale stamcellen.
De trophoblast, de buitenlaag van de blastocyst, start de implantatie door het
baarmoederslijmvlies af te breken en binnen te dringen. Rond deze tijd vormt de
inner cell mass twee lagen: epiblast en hypoblast. Het menselijke embryo
ontstaat vrijwel volledig uit epiblastcellen.
Na implantatie groeit de trophoblast verder het endometrium in en ontstaan vier
extra-embryonale membranen die buiten het embryo liggen maar door het
embryo worden gevormd. Tegelijk begint de gastrulatie: epiblastcellen vormen
ectoderm, mesoderm en endoderm.
Aan het einde van gastrulatie zijn de kiemlagen compleet en omringd door de
extra-embryonale membranen. De trophoblast, epiblast en delen van het
endometrium vormen samen de placenta, die de uitwisseling van
voedingsstoffen, gassen en afvalstoffen tussen moeder en embryo verzorgt.
