摘要 源自人类多能干细胞的脑类器官这一新兴技术为研究人脑发育及相关疾病提供了前所未有的机会。人们已开发出各种脑类器官方案,这些方案可以重现发育中人脑的细胞类型多样性、细胞结构组织、发育过程、功能和病理的一些关键特征。在这篇综述中,我们重点介绍人类干细胞衍生的脑类器官的模式化。我们首先概述了生成脑类器官的一般程序。然后,我们重点介绍了一些最近开发的脑类器官方案和化学线索,这些方案和线索涉及模拟特定人脑区域、亚区域和多个区域共同发育。我们还讨论了人脑类器官技术的局限性和未来潜在的改进。
通过电子方式将有意义的信息传输到大脑回路是脑机接口面临的挑战。一个关键目标是找到一种方法,将空间结构化的局部电流刺激注入皮质的各个感觉区域。在这里,我们介绍了一种完全无线的方法,通过空间分布的植入皮层网络对皮层的特定区域进行多点模式化电微刺激。每个亚毫米大小的微芯片从外部射频源收集能量,并将其转换成双相电流,通过一对集成微线局部注入组织。通过实施具有亚毫秒延迟的预调度、无冲突位图无线通信协议,可以控制植入网络中每个芯片注入电流的幅度、周期和重复率。作为体内演示,我们将 30 个无线刺激器组成的网络长期植入自由活动大鼠的皮层运动和感觉区域,持续三个月。我们探索了模式化皮层内电刺激在平均射频功率远低于安全限值的情况下对受训动物行为的影响。21
X 连锁的 Opitz BBB/G 综合征 (OS) 是一种单基因疾病,其症状在胚胎发育早期就已出现。OS 是由 X 连锁基因 MID1 的致病变异引起的。疾病相关变异分布于整个基因位点,除包含 E3 泛素连接酶活性的 N 端 RING 结构域外。通过使用基因组编辑的人类诱导多能干细胞系,我们在此表明,缺乏含有 MID1 RING 结构域的异构体会导致人脑类器官出现严重的模式化缺陷。我们观察到明显的神经源性缺陷,神经组织减少,同时脉络丛样结构增多。转录组分析揭示了模式化通路在很早的时候就失调了,甚至在神经诱导之前就失调了。值得注意的是,观察到的表型与 MID1 完全敲除类器官中观察到的表型形成鲜明对比,表明存在导致模式缺陷的不同机制。这些表型的严重性和早期发作可能解释了为什么没有携带编码 N 端 RING 域的 MID1 基因外显子 1 中的致病变异的患者。
人类诱导性多能干细胞 (iPSC) 在再生医学和疾病建模方面具有巨大的意义和潜力。这些细胞来源于成人体细胞,如皮肤或血细胞,可以重新编程以恢复到多能状态,从而使它们能够分化成人体中的任何细胞类型 ( Mahajani 等人,2019 年)。研究人员可以将 CRISPR 基因编辑技术与患者来源的 iPSC 结合使用,以研究各种遗传疾病的潜在机制,从而开发个性化治疗方法。随着全球实验室不断改进生成、模式化和利用 iPSC 的技术,它们对医学和生物技术的影响将呈指数级增长,为解决众多健康挑战提供新途径。
摘要 植物细胞和其周围细胞壁之间的通讯系统是协调发育、免疫和环境信号的整合所必需的。这种通讯网络由大量膜和细胞壁锚定蛋白促进,这些蛋白可能与基质或其碎片相互作用,促进细胞壁模式化或引发细胞反应,从而导致细胞壁结构和化学发生变化。从机制上理解这些受体和细胞壁蛋白如何识别和与细胞壁表位相互作用,对于更好地理解所有需要细胞壁重塑的植物过程(如扩张、形态发生和防御反应)至关重要。本综述重点介绍与读取和调节细胞壁完整性和免疫力有关的具有结构和生化特征的受体和蛋白质复合物的最新进展。
空间分布的基因活动如何转化为细胞极性和生长模式,从而产生多种形式的多细胞真核生物,这一点仍不清楚。在这里,我们表明,转录因子杯形子叶 1 (CUC1) 的物种特异性表达是两种相关植物物种之间叶形差异的关键决定因素。通过结合延时成像、遗传学和建模,我们发现 CUC1 充当极性开关。该开关通过转录激活影响生长素转运蛋白极性的激酶来调节叶形,生长素转运蛋白通过与激素生长素的反馈来模式化叶片生长。因此,我们发现了一种机制,通过将物种特异性转录因子表达与细胞水平极性和生长联系起来,跨越生物尺度,形成不同的叶形。
•董事会的有效性已被定义为(1)“监督和审计执行”,(2)“确定主要的管理政策”,和(3)“支持执行风险降低”,特别关注(2)和(3)以加快执行速度。•开发下一个增长驱动力:寡核苷酸CDMO,医疗食品,生物刺激剂等农业综合企业等。•播种下一个增长驱动因素的种子:基因治疗CDMO,Gyoza-X膨胀(除了日本,欧洲和美国,巴西,东南亚等。),绿色区域等。•企业的“模式化”和水平扩展和苦难企业的振兴:北美冷冻食品,越南风味调味料等。• “Making visible” and sharing of raw fuel costs, and speeding up price optimization • Regarding “stopping and reducing,” 43 themes have been extracted and are being implemented under the leadership of executives •Simplification of the approval process through OE (Operational Excellence) (in progress) •Promoting sustainability, reducing negative impacts, and accelerating the creation of positive impacts
摘要 神经图的布线特异性在发育过程中是如何出现的?成年果蝇嗅球图的形成始于早期蛹期投射神经元 (PN) 树突的模式化。为了更好地了解该图布线特异性的起源,我们创建了遗传工具,以 PN 类型特定分辨率系统地表征整个发育过程中的树突模式。我们发现 PN 使用谱系和出生顺序组合来构建初始树突图。具体而言,出生顺序分别以旋转和二元方式指导前背谱系和侧谱系 PN 的树突靶向。基于双光子和自适应光学晶格光片显微镜的延时成像显示,PN 树突在数秒的时间尺度上启动主动靶向,并实现方向依赖的分支稳定。此外,幼虫和成虫嗅觉回路中使用的 PN 会修剪幼虫特有的树突,并同时重新延伸新的树突,以促进嗅觉图的及时组织。我们的工作强调了类型特异性神经元通路和延时成像在识别复杂功能神经图模式背后的接线机制方面的力量和必要性。
课程描述 本课程旨在讨论涉及神经元和神经肌肉发育的分子机制,重点是身体活动、健康和疾病。它将重点关注分子和环境线索,这些线索发出信号并促进分化、生长和目标发现,以及突触或神经肌肉连接的细化以及区域和细胞身份的获得。具体主题包括细胞信号传导的基础知识、神经诱导、模式化、轴突引导机制、细胞迁移、增殖和死亡、目标识别和突触形成和消除。从这些基本发育机制中获取的信息将用于讨论我们对影响健康和身体活动的神经系统疾病发病机制的理解的最新进展。 关于考试和测验的重要信息:考试将基于讲座、幻灯片和特定讲座发布的补充材料中涵盖的材料。考试将包括多项选择题和判断题。强烈建议您参加课程。测验将包括测验前讲座中涵盖的材料,并包括判断题。测验不会累积。整个学期将有 5 次测验,在课堂上不定期进行。请做好准备来上课。错过的测验将不予补考。最好的 4 次测验将计入最终的 10%。