Characterization of the ground state pluripotency in planarian

Abstract

Planarian is an excellent model for regenerative studies due to its ability to regenerate the entire body from a tiny fragment. Thanks to a large number of adult stem cells, the mechanism of stem cell compartment could be studied in vivo, in the context of an adult organism. How pluripotent stem cells commit to prime states to regenerate new tissues without tumor formation? To answer this fundamental question, it is essential to characterize the ground state of the stem cell compartment. In this project, we proposed a novel surface antibody 6-9.2 that isolated pluripotent cells from a heterogeneous stem cell population. We concluded that the 6-9.2 antigen is a new biomarker for stem cell commitment and 6-9.2 antibody could be a useful tool for a live cell tracking method. Mass spectrometry and RNAi data showed a high relation of the 6-9.2 antibody with the transmembrane protein TMEM215/128. Knocking down of TMEM128/215 significantly affected the stem cell population and impaired the planarian regeneration and homeostasis. Our data contributed to defining the fluidic identity of stem cell transition. The gained knowledge will lead to a better understanding of regeneration and stem cell biology.

Planarier gelten als Meister der Regeneration. Aufgrund eines großen Vorratspluripotenter Stammzellen können sie ihren gesamten Körper aus einem winzigen Fragment regenerieren. Planarien sind derzeit die einzigen Bilateria, bei denen pluripotente Stammzellen in vivo im Kontext zu einem erwachsenen Organismus untersucht werden können. Wie erneuern oder differenzieren sich pluripotente Zellen, ohne dass sich ein Tumor bildet? Um diese grundlegenden Frage zu beantworten, ist es wichtig, den Grundzustand der Stammzellen zu charakterisieren. Hierzu wird in der vorliegenden Arbeit ein neuartiger Oberflächenantikörper mit der Bezeichnung 6-9.2 vorgeschlagen. Wir konnten zeigen, dass das 6-9.2-Antigen ein neuartiger Biomarker für das Stammzellkompartiment ist und der 6-9.2-Antikörper ein nützliches Werkzeug für die Beobachtung lebender Zellen sein könnte. Daten aus massenspektrometrischen Analysen zeigten den engen Bezug dieses Antikörperszum Transmembranprotein TMEM128/215. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Daten aus diesem Projekt zur Entwicklung eines Modells zur Beobachtung lebender Zellen verwendet werden können, was zu einem besseren Verständnis der Regeneration und der Stammzellbiologie führt.