Patterning and growth in embryonic limb development

胚胎肢体发育的模式和生长

基本信息

  • 批准号:
    G0801092/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40.93万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2009 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

One of the most fundamental biological processes is the generation of a new individual from a single cell the fertilised egg during embryonic development. We are interested in how different parts of the body are laid down in the embryo. We use the developing limb as a model. In our hand, a little finger forms at one edge and a thumb at the other. How does this happen? Experiments on the small buds of tissue that give rise to the wings of a chick embryo identified a group of cells that controls the number and pattern of digits. The small signalling molecule that these cells produce spreads to neighbouring cells to tell them whether to form ?finger? or ?thumb?. We recently showed that this signal also controls multiplication of cells which will give rise to digits and that this is essential for normal development. We also obtained evidence that the signalling cells have a timer that switches off signal production at the right time once its job is done. We now plan to find out how the digit-forming region of the wing bud grows in the proper directions and the nature of the timer that regulates production of the signalling molecule. With respect to direction of growth, we will test the idea that other signalling molecules known to be produced in the wing bud provide information about the direction in which cells should grow and also endow cells with the ability to polarize in response to this information. We will also use a mutant chicken with very broad wing buds that give rise to many unpatterned digits to test our ideas further. With respect to the timer, we have found the same component in the signalling cells in the wing that is present in a well-known timer that controls specialisation of cells in the central nervous system. We will therefore test whether the timer that regulates signalling in the wing bud works in the same way. This research will be relevant to understanding how development can go wrong and lead to malformations in humans. Because the signalling molecule that controls digit pattern is involved in the formation of many tumours, understanding how it is normally switched off has important implications. Finally, the way in which tissues and organs develop in embryos is of fundamental importance in stem cell biology and may lead to new approaches to tissue repair and regeneration.
最基本的生物学过程之一是在胚胎发育过程中从受精卵的单细胞产生新的个体。我们感兴趣的是身体的不同部位是如何在胚胎中形成的。我们用发育中的肢体作为模型。在我们的手中,小指在一边,拇指在另一边。这是怎么发生的?在鸡胚胎中产生翅膀的组织的小芽上进行的实验发现了一组控制手指数量和模式的细胞。这些细胞产生的小信号分子扩散到邻近的细胞,告诉它们是否形成?手指?还是?拇指?我们最近发现,这种信号也控制着细胞的增殖,而细胞的增殖将产生数字,这对正常发育至关重要。我们还获得了证据表明,信号细胞有一个计时器,一旦完成工作,就会在正确的时间关闭信号产生。我们现在计划找出翅芽的指状形成区域如何以正确的方向生长,以及调节信号分子产生的计时器的性质。关于生长方向,我们将测试这样的想法,即已知在翅芽中产生的其他信号分子提供了关于细胞应该生长的方向的信息,并且还赋予细胞响应此信息的能力。我们还将使用一只具有非常宽的翅芽的突变鸡来进一步测试我们的想法。关于定时器,我们在翅膀中的信号细胞中发现了相同的成分,该成分存在于控制中枢神经系统细胞专业化的众所周知的定时器中。因此,我们将测试是否定时器,调节信号在翅芽以同样的方式工作。这项研究将有助于了解发育如何出错并导致人类畸形。由于控制数字模式的信号分子参与了许多肿瘤的形成,因此了解它通常是如何关闭的具有重要意义。最后,组织和器官在胚胎中发育的方式在干细胞生物学中具有根本的重要性,并可能导致组织修复和再生的新方法。

项目成果

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