Dynamics of Asymmetric and Symmetric Divisions of Muscle Stem Cells In Vivo and on Artificial Niches
Dynamique des divisions asymétriques et symétriques des cellules souches musculaires in vivo et sur des niches artificielles
Résumé
Stem cells can be maintained through symmetric cell divisions (SCDs) and asymmetric cell divisions (ACDs). How and when these divisions occur in vivo in vertebrates is poorly understood. Here, we developed a clonogenic cell tracing method that demonstrates the asymmetric distribution of transcription factors along with old and new DNA in mouse muscle stem cells during skeletal muscle regeneration. Combining single-cell tracking and artificial niches ex vivo, we show how cells switch from ACDs to SCDs, suggesting that they are not engaged in an obligate mode of cell division. Further, we generated SNAP-tagged histone H3-reporter mice and find that, unlike fly germline stem cells, differential fate outcomes are associated with a symmetric distribution of the H3.1 and H3.3 histone variants in mouse muscle stem cells. This versatile and efficient H3-SNAP labeling system will allow an investigation of mechanisms underlying the maintenance of epigenomic identity and plasticity in a variety of tissues.
Les cellules souches peuvent être maintenues par des divisions cellulaires symétriques (DCS) et des divisions cellulaires asymétriques (DCA). On comprend mal comment et quand ces divisions se produisent in vivo chez les vertébrés. Ici, nous avons développé une méthode de traçage cellulaire clonogène qui démontre la distribution asymétrique des facteurs de transcription ainsi que de l'ADN ancien et nouveau dans les cellules souches de muscles de souris pendant la régénération des muscles squelettiques. En combinant le traçage d'une seule cellule et des niches artificielles ex vivo, nous montrons comment les cellules passent des ACD aux SCD, ce qui suggère qu'elles ne sont pas engagées dans un mode de division cellulaire obligatoire. En outre, nous avons généré des souris indicatrices d'histone H3 marquées par SNAP et nous avons découvert que, contrairement aux cellules souches germinales de mouches, les résultats différentiels du destin sont associés à une distribution symétrique des variantes d'histone H3.1 et H3.3 dans les cellules souches musculaires de souris. Ce système de marquage H3-SNAP polyvalent et efficace permettra d'étudier les mécanismes sous-jacents au maintien de l'identité et de la plasticité épigénomiques dans une variété de tissus.
Origine : Publication financée par une institution
