Descrizione del progetto
Ricerca avanzata per la pluripotenza
La pluripotenza consente a una cellula di svilupparsi nei tre foglietti embrionali primari dell’embrione allo stadio iniziale, ma non nei tessuti extra-embrionali. Il progetto PLASTINET, finanziato dall’UE, si propone di riconoscere le cellule staminali embrionali chimera-competenti dalle specie di importanza per la ricerca, le applicazioni biomediche e il miglioramento della biodiversità. Il progetto spera di ottenere nuove conoscenze sulla logica molecolare che disciplina lo sviluppo nei primi stadi, sulla plasticità della genealogia, sull’identità pluripotente e sull’autorinnovamento delle cellule staminali. I ricercatori studieranno primati umani e non-umani, animali da allevamento in cui gli embrioni sono sottoposti a uno sviluppo esteso prima dell’impianto e un marsupiale nel quale le cellule pluripotenti sono generate dal trofoblasto.
Obiettivo
A few days after fertilisation mammalian embryos form a blastocyst comprised of three tissues; trophoblast and hypoblast are the forebears of extraembryonic structures, while naive epiblast cell are the pluripotent source of the embryo proper. Classical mouse embryological studies indicate that lineage potencies are determined concomitant with segregation of the three founder tissues. Textbook definitions of pluripotency thus exclude extraembryonic potential. Consistent with this paradigm, mouse embryonic stem cells are generally ineffective in producing trophoblast or hypoblast derivatives. However, we have discovered that human naïve pluripotent cells have high intrinsic competence for trophoblast formation. Furthermore, unlike in mouse, extraembryonic transcription factors are present in human epiblast in vivo. These findings challenge the dogma of early lineage restriction but may be compatible with the ancestral origin of pluripotency. We hypothesise that extraembryonic plasticity underlaid by entwined regulatory networks is the evolutionary template of pluripotency. Consequently, signal modulation to suppress extraembryonic specification may be crucial for capture of stem cells representative of naïve epiblast in most mammals. We will examine human and non-human primates, farm animals in which embryos undergo extended development before implantation, and a marsupial in which pluripotent cells are generated from the trophoblast. In a cross-disciplinary approach we will employ transcriptomics, embryo and stem cell experimentation, and formal computational modelling to uncover the core biological program moulded by evolution into different forms. We aim to establish hitherto elusive chimaera-competent embryonic stem cells from species of importance for research, biomedical applications and livestock improvement. We will obtain fresh insight into the molecular logic governing early development, lineage plasticity, pluripotent identity, and stem cell self-renewal.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-ADG - Advanced GrantIstituzione ospitante
EX4 4QJ Exeter
Regno Unito