Search

During embryonic development cells acquire identity at the same time as they are proliferating, implying that an intrinsic facet of cell fate choice requires coupling lineage decisions to rates of cell division. How is the cell cycle regulated to promote or suppress heterogeneity and differentiation? We explore this question combining time lapse imaging with single cell RNA-seq in the contexts of self-renewal, priming and differentiation of embryonic stem cells (ESCs) towards the Primitive Endoderm lineage (PrE). Since ESCs are derived from the Inner Cell Mass of the mammalian blastocyst, ESCs in standard culture conditions are transcriptionally heterogeneous containing subfractions that are primed for either of the two ICM lineages, Epiblast and PrE. These subfractions represent dynamic states that can readily interconvert in culture, and the PrE subfraction is functionally primed for endoderm differentiation. Here we find that differential regulation of cell cycle can tip the balance between these primed populations, such that naïve ESC culture conditions promote Epiblast-like expansion and PrE differentiation stimulates the selective proliferation of PrE-primed cells. In endoderm differentiation, we find that this change is accompanied by a counter-intuitive increase in G1 length that also appears replicatedin vivo. While FGF/ERK signalling is a known key regulator of ESCs and PrE differentiation, we find it is not just responsible for ESCs heterogeneity, but also cell cycle synchronisation, required for the inheritance of similar cell cycles between sisters and cousins. Taken together, our results point to a tight relationship between transcriptional heterogeneity and cell cycle regulation in the context of lineage priming, with primed cell populations providing a pool of flexible cell types that can be expanded in a lineage-specific fashion while allowing plasticity during early determination.

Aquest estudi situa les accions passives al bell mig de la nostra capacitat d’actuar. Són accions passives aquelles que el subjecte experimenta com a alguna cosa que li succeeix. Tot i que la majoria de les accions van acompanyades d'aquesta experiència, l'explicació de les accions passives entra en conflicte amb importants intuïcions sobre què és actuar. Una acció és quelcom que fa un subjecte, i fer quelcom està, generalment, en oposició amb allò que succeeix al subjecte. Així, l’experiència de passivitat sembla amenaçar allò que és essencial a l’acció, el fet que el subjecte fa una acció. Pot una acció ser alhora quelcom que un individu fa i quelcom que li succeeix? En els capítols 1 i 2 presento dues estratègies diferents per explicar les accions passives. La primera considera que fer una acció és incompatible amb un mecanisme passiu. Bach, Searle i Pacherie modifiquen teories clàssiques de l’acció, segons les quals la persona que té la intenció d'una acció causa l’acció, mitjançant la substitució de la persona per una representació de moviments corporals. Una segona estratègia considera que les anomenades ‘accions passives’ són el resultat d’un procés diferent del procés que té com a resultat una acció. Clark proposa que un sistema neuronal visuomotor resulta en moviments corporals que són accions i que la persona experimenta de manera passiva. També analitzo la proposta de Dreyfus, que presenta una relació bàsica entre l’entorn i el subjecte que té com a resultat que el cos es mogui de manera activa. Atès que aquesta relació no està basada en la voluntat del subjecte (o en alguna cosa semblant), pot explicar l’experiència de passivitat. Tanmateix, atès el marc teòric que Dreyfus utilitza, el seu model només explica aquelles accions que responen al medi. El model de Dreyfus també té problemes a l'hora d'explicar com es pot controlar i modificar l’acció. En el capítol 3, exploro una nova manera d’explicar les accions passives relacionant-les amb la dimensió bàsica de l’acció, que apareix quan es discuteix el fenomen de les accions no bàsiques. Les accions no bàsiques són aquelles que estan fetes mitjançant una altra acció, i les accions bàsiques son aquelles que s’introdueixen per aturar la possible regressió que es produiria si totes les accions fossin no bàsiques. Argumento que tant les accions passives com les accions bàsiques existeixen perquè les accions es fan movent el cos. En el capítol 4 exploro, en conseqüència, el que diferents teories diuen sobre els moviments d’una acció. Primerament analitzo la proposta de Bargh que sosté que mecanismes subpersonals causen moviments. Una segona teoria, argumentada de maneres diferents per Steward i Hornsby, proposa que els moviments corporals són el resultat d’una relació especial que té la persona amb el seu cos (que és diferent de la seva relació amb l’acció). Cap d’aquestes teories no aconsegueix d'explicar satisfactòriament el fet que aquests moviments són moviments actius. En el capítol 5, presento una proposta positiva. La meva proposta és que els moviments d’una acció són el resultat d’una tendència del cos a moure’s. Des d'aquesta perspectiva, als moviments no els cal la realització d'una acció per tal que siguin els moviments d'una acció: ho són de manera bàsica. Aquesta proposta no resulta, però, en una teoria en la qual la intenció del subjecte no hi tingui cap paper, atès que la tendència d’un cos a moure’s pot satisfer el patró de moviments relatius a una intenció. Tanmateix, les intencions no serien essencials per a l'acció la relació entre acció i intenció seria indirecte i mediada per la tendència del cos a moure’s., This dissertation places passive actions at the heart of our capacity to act. Passive actions are those actions which the subject experiences as something which happens to them. Although most actions are accompanied by this experience, the explanation of passive actions is in tension with important intuitions about what it is to act. Actions are what a subject performs, and performing something is opposed, normally, to mere happenings. The experience of passivity seems thus to threaten what is essential to acts, the fact that the subject performs an action. Can an action be, at the same time, something performed by the subject and something which happens to her? In chapters 1 and 2 I present two different strategies to explain passive actions. One strategy considers that the performance of an action is not incompatible with a passive mechanism. Bach, Searle and Pacherie modify standard theories of action, according to which the subject who intends an action causes it, by substituting for this subject a representation of bodily movements which cause actions. A second strategy considers that the so-called ‘passive actions’ result from a process different from the process which results in actions. Clark proposes that a visuomotor neural system results in bodily movements which are an action and which the subject experiences passively. I also explored Dreyfus’ view. He presents a basic relation between the environment and the subject which results in the body actively moving. Since this relation is not grounded in the subject’s will (or something analogous), it can explain the experience of passivity. However, because of the theoretical framework Dreyfus uses, his model only explains environmentally-driven actions. Dreyfus’ model has also problems when it comes to taking into account the subject who controls and can modify the action. In Chapter 3, I explore a novel way of approaching passive actions which considers whether it is possible to relate passive actions to the basic dimension of action, which is introduced when discussing non-basic actions. Non-basic actions are those actions which are performed through or by performing another action and basic actions are those actions which stop the possible regress that might occur if all actions were non-basic. I argue that both phenomena exist, since actions are performed by moving the body. In Chapter 4, I explore thus what different theories claim about the movements involved in an action. First, I explore the view of Bargh, who claims that sub-personal mechanisms result in movements. The second view, proposed in different ways by Steward and Hornsby, is that bodily movements are the result of engagement of the agent with their body (different from their engagement with the action). Neither view manages to explain the fact that the movements are agential movements. In Chapter 5, I present my own positive view. According to this view, the movements of an action are the result of a tendency of a body to move. Presented in this way, the movements do not require the performance of an action in order for them to be the movements of an action: they are the movements of an action in a basic way. This yields an explanation of the movements which is not grounded in the will of the subject. This view does not result in a picture in which intentions play no role, since this tendency of a body to move might satisfy a pattern of movements related to intentions. However, intentions would not be something essential for action, and the relation between action and intention would be indirect and mediated by the tendency of a body to move.