Buněčná diferenciace a struktura chromatinu
Buněčná diferenciace je proces při kterém buňky získávají  nový  fenotyp,  který je  spojen se specifickou buněčnou funkcí. Pro daný buněčný typ Je charakteristická aktivace skupiny genů, které jsou zodpovědné za terminálni diferenciaci.
http://www.youtube.com/watch?v=mUcElY_bOQE
Cell Differentiation Cell Growth
Nerve cell
pKi-67
Andrea Harničarová et al. (2006)
Enterocytic cell differentiation Control Sodium Butyrate
Enterocytic Cell Differentiation
Enterocytic cell differentiation
Harnicarovä et al., 2005
i A	1
	
D	i E
--i 1	\ ♦
G V	H ♦ •
•	1'
*4
\8p
3
•
i a
6h
24 h
HSA 8 and related structures
Harničarová et al., 2006
48 h
72 h
				
				
				
ÍMI fikají				
C NaBt	C NaBt	C	NaBt   C NaBt	
c-Myc - (67kDa)
Total protein level
A I •	B      v -1	G ■	1 ux H r H
c	"i *'	1	t J If
*	*• -1	•*	*_
£	F *	K ■	•4
C-myc gene and c-myc transcription site in HT29 cells
fOYTROI. T'i'JK ti 1.9% it- 75
T-OH = Jl.S±il% n- £^
n-53
RNAP II / c-inyc
* •	•
if	•»* •
Nucleoli/c-myc
SC35 / c-myc
" % >
PML / c-myc
1. Differentiation of mouse emryonic cells (ES and EC)
division
Zygote (Gct4 positive)
Morula (0ct4 positive)
Embryoidni teliska (EBs)
4>7
Differentiated cells (Oct4 negative)
Cultured ES cells (Oc*4 positive)
Inner Cell Mass (ICM. Oct4 positive)
.Trophoblast {0ct4 negative)
Zaklad extra-emryonq Blastocyst tkani extraction
ICM cells (Oci4 positive)
(Bártová et al., Differentiation, 2008)
(Bártová et al., Developmental Dynamics, 2008)
Mouse embyonal carcinoma cells P19
(Bartova et al., Histochem. Cell Biol., 2007;
Human embryonic stem cells
<
Oct3/4 and HSA6 in human ESCs
Oct4 / HSA 6 in hES cells
Oct4 / HSA 6 in hES cells - RA differentiated
Inactivation of X chromosome in hESC
Izolace a namnožení buněk
Příprava buněčné suspenze
Vysetí buněk na polymerní matrix
Vznik tkáně in vitro
Schématické znázornění přístupů k buněčné terapii.
Buňky získané biopsií, diferenciací z ES nebo jiným způsobem se nechají narůst in vitro. Transplantace pak může být provedena pomocí injikace suspenze buněk nebo implantací nové trojrozměrné tkáně na místo již odstraněné nefunkční části orgánu.
INJIKACE
IMPLANTACE
iPSC
Mouse with sickle cell anemia
Release of RXRh PML, PLZF, etc.
♦t X
N
Release of compressors
ATRA
DIFFERENTIATION
►
A
RAR j
Restored retinoid signaling
+
1 APOPTOSIS
PHL- RAR alpha degradation
Release effe&ts on other pathways
• ■ -4 * * ■ * v *
Up- regulation of RAR alpha
Nuclear Bodies reappeared with relocaliEaticn of PML and other MB proteins
Bone marrow
i
®
;1 &ytt™0a«
Eosinophil y/\ Ä^eutrophil^B
HsllciJoGyle ii
. v
Mi FailCulst^«ii ^ 1
ft %
Myelocyte Metamyelocyte
Monoblast
Band form I
#
Eiytsinocylo
Fartntefai blood
^      ^* Monocyte Segmented form
Degenerate form
w
I
Thymus
m
^ -----"      ■* _._hl_L
U i
\
TnrrvnooaH
has i.io-i
T.
If >)* WtfMJ
Peripheral blood
iiJ.....-Ih-iuiii pr,|i ilifn
Morphology of human leukemic promyelocytic cell line HL60 and neutrophilic granulocyte
Topographic Types of Human Granulocytes
Changes in the expression of
selected genes
The C-myc gene nuclear topography
in granulocytic nuclei
Centromeric silencing and Rbl gene
Bone marrow
i
®
;1 &ytt™0a«
Eosinophil y/\ Ä^eutrophil^B
HsllciJoGyle ii
. v
Mi FailCulst^«ii ^ 1
ft %
Myelocyte Metamyelocyte
Monoblast
Band form I
#
Eiytsinocylo
Partpfiefai blood
^      ^* Monocyte Segmented form
Degenerate form
w
I
Thymus
m
P.i'i' hi lit
r~'-----"   ■* F-_._hi_t
U i
TnrrvnooaH
has i.id-i
T.
If >)*
Peripheral blood
i;k|.kii-li>|»iiipr,|! üipi
Beta-like globin gene cluster
Arrayed on chromosome 11, encodes one embryonic (e) and two fetal (Gy, Ay) and two adult (8, ß) globin chains. Expression of ß-like genes undergoes a developmental related switching mechanism: 8: expressed in early embryo fetal y: fetal life. 8, ß: adulthood.
Changes in ß-like gene expression acompany erythoid cell differentiation
Differentiation of human hemopoietic cells
into erythroid pathway
Differentiation of human hemopoietic cells into
megakaryocytes
BCR (red signals) and ABL genes (green signals)
1     2      3     4 5
g, g   |. Bártova et al., Figure 5
Abl protein
ZÁVĚR
Diferenciace je charakteristická nejenom specifickými změnami na úrovni morfologie buněk, ale významně se mění i struktura chromatinu. Tyto změny v genomu mají velký význam z hlediska aktivity genů. Všechny uvedené faktory určují vznik specifického buněčného typu.