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(xì)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(xì)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(xì)胞》雜志上報(bào)道說，果蠅卵長期以來一直被認(rèn)為是被動(dòng)的，它實(shí)際上不僅在自身生長中而且在周圍護(hù)士細(xì)胞的生長中都起著積極作用。

Flatiron研究所中心發(fā)展動(dòng)力學(xué)小組負(fù)責(zé)人Stanislav Shvart**an說：“在這里，我們展示了一個(gè)不同細(xì)胞之間雙向?qū)υ挼睦?。卵子正在積極地控制著這些支持細(xì)胞的自身攝食。”普林斯頓大學(xué)計(jì)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(dòng)物" target="_blank">哺乳動(dòng)物的發(fā)育具有重要意義，在該過程中，卵還由周圍的細(xì)胞進(jìn)行哺育。

這項(xiàng)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(xiàng)研究。

在早期發(fā)育中，四個(gè)細(xì)胞分裂會(huì)形成組成果蠅種系囊腫的16個(gè)相連細(xì)胞，這是配子發(fā)育期間形成的第一個(gè)結(jié)構(gòu)。其中之一成為雞蛋;其他15個(gè)細(xì)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(hù)士之間的細(xì)胞質(zhì)連接傳播細(xì)胞。迄今為止，科學(xué)家們一直將卵母細(xì)胞視為被動(dòng)接受者。Shvart**an說，觀察到根據(jù)其距卵母細(xì)胞距離的不同而大小不同的護(hù)士細(xì)胞群，研究人員懷疑它們發(fā)生了某種類型的細(xì)胞-細(xì)胞通訊。Doherty說，由于細(xì)胞大小和細(xì)胞周期緊密相關(guān)，因此研究影響護(hù)士細(xì)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(huì)影響細(xì)胞周期進(jìn)程。護(hù)士細(xì)胞向卵母細(xì)胞提供制造Dap蛋白所需的RNA分子。Doherty注意到，由卵母細(xì)胞制造的Dap蛋白出現(xiàn)在護(hù)士細(xì)胞中，其出現(xiàn)速率表明它從卵母細(xì)胞中擴(kuò)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(hù)士細(xì)胞中Dap含量的下降?？傊@些實(shí)驗(yàn)表明，一旦卵產(chǎn)生了Dap，它就會(huì)擴(kuò)散到捐贈(zèng)Dap RNA的非常哺乳細(xì)胞中，從而為果蠅中雙向卵母細(xì)胞與護(hù)士細(xì)胞之間的交流提供了第一個(gè)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(xì)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(dòng)細(xì)胞周期的生化時(shí)鐘的模型。該模型強(qiáng)調(diào)了可擴(kuò)散細(xì)胞周期抑制劑(如Dap)在建立類似于果蠅中觀察到的細(xì)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(gè)反饋回路，使雞蛋能夠獲得適量的營養(yǎng)，以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)纳L和生存能力。Shvart**an說：“這16個(gè)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(jì)劃研究卵母細(xì)胞實(shí)用的生活小常識-神經(jīng)細(xì)胞囊腫與其周圍的卵泡細(xì)胞表層之間的信號傳導(dǎo)。“這兩種組織類型需要一起生長，然后，留在護(hù)士細(xì)胞上的卵泡細(xì)胞會(huì)伸展。這種定位是否是適當(dāng)伸展卵泡細(xì)胞所必需的?” 多赫蒂問。Shvart**an補(bǔ)充說：“我們可能會(huì)從這三種細(xì)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(jī)制的概念，因?yàn)樵诓溉閯?dòng)物中也可以看到卵母細(xì)胞與支持細(xì)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(xiàng)研究為發(fā)現(xiàn)更多這種正在發(fā)展的細(xì)胞串?dāng)_的實(shí)例提供了可能性?！?盡管以前關(guān)于哺乳動(dòng)物的研究集中在卵對周圍細(xì)胞代謝的控制上，但這項(xiàng)研究可能會(huì)促使研究人員研究卵對細(xì)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(dòng)物的。加維斯補(bǔ)充說：“這項(xiàng)工作鞏固了果蠅和哺乳動(dòng)物之間的相似之處?！?/p>

標(biāo)簽： 果蠅卵