我实验室的研究目的是从分子层面深入了解人类早期发育是如何控制的。尽管调节人类发育早期细胞谱系决定的机制具有根本的生物学重要性,并且对理解不孕症、流产、发育障碍和干细胞的治疗应用具有广泛的临床意义,但人们对其了解甚少。我的实验室率先研究了调节人类植入前胚胎发育的基因的功能。在这五年间,我们发现了人类胚胎发生中第一个谱系决定的潜在机制;发现了小鼠胚胎中没有的人类胚胎特有的基因调控网络;并确定了在哺乳动物中进化保守的机制。这些发现证实了直接研究人类胚胎的必要性。通过整合从人类囊胚转录组分析中获得的信号传导见解,我们定义了更接近胚胎生态位的人类胚胎干细胞培养条件。我们获得的知识基础将有助于进一步改进体外模型,以更好地了解人类生物学。此外,通过应用从解剖发育胚胎中的分子程序中获得的知识,我们已经确定了介导细胞命运从多能胚胎干细胞 (ESC) 转变为卵黄囊或胎盘祖细胞的信号通路和转录因子。我们已经证明这些细胞模型是分子遗传分析的可处理系统,并且在未来预计它们将有助于了解卵黄囊或胎盘疾病。我们的实验室为设计优化的早期植入模型做出了贡献,该模型揭示了在没有母体组织的情况下一定程度的自组织。我们还生成了大量临床前数据,这些数据是支持英国法律改变的证据的一部分,该法律规范了线粒体替代疗法,这是一种预防致命遗传性线粒体疾病的新型生殖技术。总之,我们在早期人类发育方面的专业知识已在国际上享有盛誉。未来计划:我们未来的计划是改变我们对控制早期人类发育的分子机制的理解。我们力图揭示人类胚胎外胚层细胞何时以及如何建立和维持,并了解在胚胎发生过程中将这些多能细胞与胚胎外细胞区分开来的分子机制。我们将进一步开发开创性方法,利用 CRISPR-Cas9 介导的基因组编辑、TRIM-Away 蛋白质消耗、组成性活性和激酶失活的蛋白质变体以及小分子抑制剂和激活剂来研究人类胚胎发生过程中的基因功能。这些方法将使我们能够直接测试参与 Hippo 和 TGFβ 信号传导的基因的功能,以及这些途径下游的关键转录因子,我们假设它们分别参与了第一次和第二次细胞命运决定。总之,我们期望该项目能够显著推进我们对塑造早期人类胚胎发生的分子程序的理解,并有可能提供基本见解并推动临床转化。
在2017年,Niakan和她的同事发表了一篇具有里程碑意义的论文,报道了在人类胚胎中首次使用CRISPR-Cas9基因组编辑,其唯一目的是理解人类发展的基本原理(Fogarty等,2017)。作为原理证明,Niakan选择专注于胚泡发育,淘汰了多能转录因子Oct4,在小鼠中需要指定内部细胞质量。为了使用尽可能少的人类胚胎,该组在诱导型人ES细胞系统中鉴定了有效的OCT4靶向引导RNA,并使用小鼠Zygotes鉴定了优化的微注射条件。然后,他们能够有效,专门针对受精的人卵中编码OCT4的基因。
Robin Lovell-Badge 1*#,Eric Anthony 2,Rocker A. Barker 3,Tania Bubela 4,Ali H. Brivanlou 5,Melissa Carpenter 6#,R。AltaCharo 7#,Amander Clen 8#,Ellen Clayton 9,Ellen Cong Cong 9,Yali Cong Cong 9,Yali Cong Daley 11#,Jianping Fu 12,Misiao Fujita 13,Andy Greenfield 14,Steve A. Goldman 15,Lori Hill 16,Insoo Hyun 17#,Rosario Isasi 18,Jefffrey Kahn 22,JürgenKnoblich23#,Debra Mathews 19,Nuria Montsert 24,Jack Mosher 2,Megan Munsie 25,Hiromimsusu Nakauchi 26,Lugi Naldini 27摇滚歌手Pedersen 31,Nicolas Rivron 32,Heather Roke 33#,Janet Rossant 34#,Jeff Roound 35,Minori Saitou 13,Douglas Sipp 36#,Julie Steffann 37,Jeremy Sugarman 19,Azim Suranan 19,Azim Suranan 13,Fuchou Tang 10,Leigh Turner 39,Patricia J. Zettler 40,Xiaomei Zhai 41 41 41 41 41,Patricia J. Zettler 40
Dhanur P. Iyer,1,2,10 Heidar Heidari Heidari Khoei,3,10 Vera A. Vera A. Vera A. van der Weijden,1 Harunobu Kagawa,3 Saurabh J. Pradhan,3 Maria Novatchkova,Maria Novatchkova,4 Afshan McCarthy,4 Afshan McCarthy,5 Teresa,5 Teresa Rayon,6 Claire S.Simiss Simon,5 kay simon,5 kay wam wam nunke e e.菲尔·斯内尔(Phil Snell)8岁,8莱拉·克里斯蒂(8 Leila Christie),8 Edda G. Schulz,7 Kathy K. Niakan,5,9 Nicolas Rivron,3,11, *和Aydan Bulut-Karslio Glu 1,11,12, * 1 * 1 * 1干细胞群,基因组调节部,Max Plancky Instituter for Institute for Mereclen and Institute for Mereclan andicmelt of Merecral Genetics,149191919195,149191919191919195弗雷大学柏林生物化学,德国柏林14195年3月3日3月3日,奥地利科学院分子生物技术研究所(IMBA),维也纳生物中心(VBC),维也纳,1030 Vienna,奥地利,奥地利4个分子病理学研究所(IMP)实验室,弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute),伦敦NW1 1AT,英国6表格遗传学和信号计划,Babraham Institute,Babraham Research Campus,Babraham Research Campus,Cambridge CB22,UK 7 Systems Epegenetics,Otto-Warburg-Laboratories,Max Planck-Lanck-Laboratories,Max Planck commular commular遗传学,14195 Bernany,Bernany,Burnany,Burnany,Burnany,Burn bernany,Burnany 8 CB23 2TN,UK 9 9剑桥大学,剑桥大学,剑桥CB2 3EG,英国剑桥大学生理学,发展与神经科学系滋养细胞研究中心,这些作者同样贡献了11个作者,这些作者同样贡献了12个潜在客户联系人 *通讯 *通信 *通讯:Nicolas.rivron@imba.oeaw.ac.ac.at(N.R.),aydan.karslioglu@molgen.mpg.de(A.B.-K.)
