在细胞分裂的早期胚胎中，母体负载的RNA和蛋白质调节细胞周期。然而，在胚胎早期生命的某个时刻，合子细胞核从睡眠模式中“醒来”，合子基因表达控制了随后的胚胎发育。这种转变的主要决定因素几十年来一直是一个争论的话题。
最近，宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院(Perelman School of Medicine)的一个研究小组发表了一篇论文，揭示了胚胎如何将发育控制权从母体“移交”给受精卵的新见解。
的纸作为封面故事出现在细胞发育引起了我们的注意。在这里，两位合著者分享了他们对研究结果和实验室中涉及的其他主题的见解。
两人都是宾夕法尼亚大学的研究人员;马修·古德(Matthew Good)是细胞与发育生物学系和生物工程系的助理教授。陈辉，第一作者，古德实验室博士后。他们的论文总结如下新闻稿，有关他们研究的更多信息可以在他们的网站上找到网站。
米歇尔·威尔逊(MW):在最新一期的《发育细胞》中，您报告说细胞的大小是合子基因组激活的主要决定因素。你能详细解释一下这个发现吗?
马修·古德(MG)和陈慧(HC):卵子受精后，胚胎在没有细胞生长的情况下经历多轮细胞分裂。由于囊胚胚的大小不变，细胞分裂导致细胞体积减小许多个数量级;减少10万倍非洲爪蟾蜍光滑的。每个细胞含有等量的DNA，因此DNA与细胞质体积的比例在发育早期急剧增加。
ZGA调控的一个模型是胚胎通过达到一个阈值DNA:细胞质比来克服转录抑制，实际上是通过减少细胞体积来滴定抑制剂。我们的研究结果与这一观点一致。我们还扩展了该模型，以表明单个细胞在达到阈值细胞大小时决定启动大规模ZGA，并且细胞大小的变化足以改变ZGA的时间。重要的是，我们能够排除其他竞争模型，包括胚胎计数时间或计数细胞分裂轮数来确定ZGA发病的理论。
MW:为什么人们对确定控制合子基因组激活的因素如此感兴趣?
Mg & hc:母体-合子转化(MZT)是胚胎早期生命的重要事件;这对动物和植物的后续发展是必要的。在脊椎动物模式生物中，比如非洲爪蟾蜍和斑马鱼一样，在ZGA上表达的基因是原肠胚形成和三个主要胚层(外胚层、中胚层和内胚层)发育所必需的。
ZGA的失调会导致严重的发育后果。此外，由于物种之间ZGA的时间差异很大，细胞和发育生物学中的一个基本问题是胚胎或其内部的细胞如何决定启动基因组激活。
我们和其他实验室想要确定调控这种决策的分子因素。
MW:你能解释一下是什么让你选择非洲爪蛙作为你的模型吗?你认为这个过程在其他物种中也适用吗?
Mg & hc:我们选择了非洲爪蛙，非洲爪蟾蜍光滑的，因为其独特的特点。在ZGA发病时，单个囊胚胚内的细胞大小梯度非常大。相比之下，其他模型胚胎，包括小鼠和斑马鱼的胚胎，包含的细胞大小相对均匀。细胞大小的变化非洲爪蟾蜍使我们能够区分ZGA调节的计时器模型和细胞大小器模型。
第二个重要特征是胚胎在受精后的单细胞阶段可以接受物理操作。这一特性使我们能够改变胚胎的大小——产生一半体积和四分之一体积的胚胎——以区分细胞周期计数器模型和细胞大小模型。在大多数其他物种中，在ZGA开始时胚胎中具有相对均匀的细胞大小，很难解开时间，细胞分裂计数和细胞大小的影响，所有这些都在分裂阶段一致变化。非洲爪蟾蜍光滑的胚胎为我们提供了一个理想的系统来分离这些参数的影响。
MW:在你的实验室里，你也研究细胞器的大小是灵活的，并且与细胞大小相耦合。你能否评论一下目前的思路，以及其他相关假设你在测试?
Mg & hc:现在人们普遍认为，细胞内细胞器的大小与细胞的体积或尺寸有关。我的实验室特别感兴趣的是大型结构的大小，如间期核和有丝分裂纺锤体是如何被调节的，以及它们的大小失调对细胞造成的后果。
MW:在细胞大小调节方面，你在实验室还研究了细胞生物学的哪些方面?
Mg & hc:我们感兴趣的是确定疾病条件下的细胞和细胞器要么失去大小稳态或改变它们的大小缩放关系。
MW:微流体技术在您的研究中是如何发挥作用的?驱动你工作的主要技术是什么?
Mg & hc:我们使用微流体技术来封装纯化组分或复杂的细胞质混合物，以研究细胞的大小和形状如何影响细胞内结构，信号传导和基因表达的组装。
Matt Good和Hui Chen接受了技术网络的科学作家Michele Wilson的采访。188金宝搏备用
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