在早期胚胎发生细胞分裂,母亲般地加载RNA和蛋白质调节细胞周期。然而,在胚胎的早期生活,受精卵的核“醒来”从睡眠模式,和合子的基因表达控制后续的胚胎发育。这种转变的主要决定因素几十年来一直是一个有争议的话题。
最近,一群从佩雷尔曼医学院的宾夕法尼亚大学发表了一篇论文,发现新鲜的见解如何胚胎“移交”控制的发展从母亲到受精卵。
的纸有一期的封面故事吗细胞发育,引起了我们的注意。在这里,两个合作者分享他们的见解的发现在他们的实验室和其他主题。
两者都是宾夕法尼亚大学的研究人员;马修是一个好细胞和发育生物学系助理教授,并在生物工程的部门。回族陈是第一作者和博士后的实验室良好。他们的论文综述新闻稿,更多的关于他们的研究可以找到的信息网站。
米歇尔·威尔逊(MW):在最新一期的发育细胞,你的报告,细胞大小的合子基因组激活的主要决定因素。你能详述这个发现吗?
马太好(MG)和回族陈(HC):卵子受精后,胚胎经过多次细胞分裂在缺乏细胞生长。因为囊胚胚胎的大小不变,细胞分裂使细胞体积减少许多数量级;100000倍的减少非洲爪蟾蜍光滑的。每个细胞含有等量的DNA,因此DNA细胞质体积急剧增加的比率在早期发展。
ZGA监管模式是胚胎克服实现阈值的DNA转录镇压:细胞质比率,实际上滴定抑制剂通过减少细胞体积。我们的研究结果是一致的这一观点。我们也扩展这个模型表明,单个细胞决定发起大规模ZGA通过达到一个阈值细胞大小、细胞大小的变化是足以改变ZGA的时机。重要的是,我们可以排除其他竞争模型,包括胚胎的理论计算时间和计数细胞分裂的轮数来确定ZGA发病。
兆瓦:为什么有那么多的兴趣识别因素控制合子基因组激活?
MG和HC:maternal-to-zygotic过渡(MZT)是一个重要的事件在一个胚胎的早期生活;有必要对动物和植物的后续发展。在脊椎动物生物模型等非洲爪蟾蜍和斑马鱼的基因表达在ZGA原肠胚形成和规范所需的三个主要微生物层,外胚层、中胚层和内胚层。
失调ZGA可以有严重发展的后果。此外,因为ZGA不同物种之间明显的时机,在细胞和发育生物学的一个基本问题是胚胎或细胞内如何决定启动基因激活。
我们以及其他实验室想识别的分子因素调节这个决策。
兆瓦:你能解释一下是什么让你选择非洲爪蟾是您的模型吗?你希望这个过程在其他物种适用吗?
MG和HC:我们选择了非洲爪蟾,非洲爪蟾蜍光滑的,以其独特的功能。ZGA发作,它包含了一个非常大的梯度的细胞大小在一个囊胚胚胎。相比之下,其他模型的胚胎,包括鼠标和斑马鱼,含有细胞的大小相对均匀。细胞大小的变化非洲爪蟾蜍让我们区分一个计时器ZGA监管模型和细胞筛选器模型。
第二个重要特征就是胚胎服从物理操纵在1-cell阶段,受精。这个特性允许我们改变胚胎的大小-生成half-volume和quarter-volume胚胎区分细胞周期计数器模型和细胞筛选器模型。在大多数其他物种相对同质细胞大小的胚胎ZGA发作,这将是非常困难的解决时间的影响,细胞分裂数,和细胞大小,所有的音乐会在卵裂阶段的变化。非洲爪蟾蜍光滑的胚胎为我们提供了一个理想的系统分离这些参数的影响。
兆瓦:在你的实验室,你也研究这个想法,细胞器尺寸灵活和耦合单元的大小。你能评价当前的思路,和任何其他相关的假设你正在测试吗?
MG和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。我的实验室特别感兴趣的是间期核等大型结构的大小和有丝分裂纺锤体是监管,和造成的后果细胞失调的大小。
兆瓦:细胞生物学的其他方面,你在您的实验室学习与细胞大小调节?
MG和HC:我们感兴趣的是确定疾病条件细胞和细胞器失去体内平衡大小或者改变它们的大小比例关系。
兆瓦:利用微流控技术在你的研究?的主要技术是什么推动你的工作吗?
MG和HC:我们使用微流体技术来封装纯化组件或复杂的胞质混合物来研究细胞的大小和形状如何影响细胞内的装配结构,信号和基因表达。
马特好和回族陈米歇尔·威尔逊,科普作家技术网络。188金宝搏备用
