果蠅卵在自身的生長中起著積極的作用
一群所謂的“神經(jīng)細胞”在發(fā)育過程中圍繞并支持正在生長的果蠅卵，為卵(或“卵母細胞”)提供其生長所需的所有營養(yǎng)和分子。普林斯頓大學(xué)研究人員于3月21日在《發(fā)育細胞》雜志上報道說，果蠅卵長期以來一直被認為是被動的，它實際上不僅在自身生長中而且在周圍護士細胞的生長中都起著積極作用。
Flatiron研究所中心發(fā)展動力學(xué)小組負責(zé)人Stanislav Shvart**an說：“在這里，我們展示了一個不同細胞之間雙向?qū)υ挼睦?。卵子正在積極地控制著這些支持細胞的自身攝食?！逼樟炙诡D大學(xué)計算生物學(xué)教授，化學(xué)和生物工程教授以及路易斯-西格勒綜合基因組學(xué)研究所教授。果蠅中雙向通訊的發(fā)現(xiàn)對于理解動物" target="_blank">哺乳動物的發(fā)育具有重要意義，在該過程中，卵還由周圍的細胞進行哺育。
這項研究由分子生物學(xué)教授Shvart**an和Elizabeth Gavis領(lǐng)導(dǎo)。Caroline Doherty是第一作者，Rocky Diegmiller和Manisha Kapasiawala參與了這項研究。
在早期發(fā)育中，四個細胞分裂會形成組成果蠅種系囊腫的16個相連細胞，這是配子發(fā)育期間形成的第一個結(jié)構(gòu)。其中之一成為雞蛋;其他15個細胞通過為雞蛋提供大量營養(yǎng)，從而支持雞蛋的急劇生長，這些營養(yǎng)物質(zhì)通過復(fù)雜的微管**以及雞蛋和護士之間的細胞質(zhì)連接傳播細胞。迄今為止，科學(xué)家們一直將卵母細胞視為被動接受者。Shvart**an說，觀察到根據(jù)其距卵母細胞距離的不同而大小不同的護士細胞群，研究人員懷疑它們發(fā)生了某種類型的細胞-細胞通訊。Doherty說，由于細胞大小和細胞周期緊密相關(guān)，因此研究影響護士細胞周期的因素顯然是下一步。
研究人員研究了一種叫做Dap的蛋白質(zhì)(Dap(Da capo)的縮寫，意思是“從頂部”開始)，該蛋白質(zhì)會影響細胞周期進程。護士細胞向卵母細胞提供制造Dap蛋白所需的RNA分子。Doherty注意到，由卵母細胞制造的Dap蛋白出現(xiàn)在護士細胞中，其出現(xiàn)速率表明它從卵母細胞中擴散出來。在將能夠識別Dap的微小抗體(稱為納米抗體)融合到可以將Dap捕獲在卵內(nèi)的蛋白質(zhì)之后，Doherty看到了護士細胞中Dap含量的下降?？傊@些實驗表明，一旦卵產(chǎn)生了Dap，它就會擴散到捐贈Dap RNA的非常哺乳細胞中，從而為果蠅中雙向卵母細胞與護士細胞之間的交流提供了第一個證據(jù)?！狈答伝芈氛f：“雞蛋正在控制向其加載營養(yǎng)和信息的細胞的生長”。
為了更好地理解這種雙向通信的邏輯，研究人員將系統(tǒng)建模為耦合振蕩器的**：基于驅(qū)動細胞周期的生化時鐘的模型。該模型強調(diào)了可擴散細胞周期抑制劑(如Dap)在建立類似于果蠅中觀察到的細胞大小層次中的作用。重要的是，它還表明必須在特定范圍內(nèi)調(diào)整振蕩器，以建立一個反饋回路，使雞蛋能夠獲得適量的營養(yǎng)，以實現(xiàn)適當?shù)纳L和生存能力。Shvart**an說：“這16個單元構(gòu)成了我們可以剖析這種復(fù)雜反饋回路的最簡單系統(tǒng)之一?！?/p>
下一步，Doherty計劃研究卵母細胞實用的生活小常識-神經(jīng)細胞囊腫與其周圍的卵泡細胞表層之間的信號傳導(dǎo)?！斑@兩種組織類型需要一起生長，然后，留在護士細胞上的卵泡細胞會伸展。這種定位是否是適當伸展卵泡細胞所必需的?” 多赫蒂問。Shvart**an補充說：“我們可能會從這三種細胞類型之間的對話轉(zhuǎn)變?yōu)閷υ??！?/p>
果蠅發(fā)育中雙向通訊的發(fā)現(xiàn)指出了生物學(xué)中普遍機制的概念，因為在哺乳動物中也可以看到卵母細胞與支持細胞之間的來回通訊。麻省理工學(xué)院生物學(xué)教授Yukiko Yamashita說：“這項研究為發(fā)現(xiàn)更多這種正在發(fā)展的細胞串擾的實例提供了可能性。” 盡管以前關(guān)于哺乳動物的研究集中在卵對周圍細胞代謝的控制上，但這項研究可能會促使研究人員研究卵對細胞周期的影響西北大學(xué)芬伯格醫(yī)學(xué)院生殖科學(xué)中心副主任弗朗西斯卡·鄧肯(Francesca Duncan)說，這種調(diào)節(jié)作用是哺乳動物的。加維斯補充說：“這項工作鞏固了果蠅和哺乳動物之間的相似之處?！?/p>
標簽： 果蠅卵
