新的深入了解细胞的“桥梁”的形式

大多数细胞在生物的尸体复制其内容和身体分离成新的细胞通过细胞分裂的过程。但在许多物种中,生殖细胞,那些成为卵子或精子,不完全分离。他们仍然互联通过小桥梁称为环形运河和聚集在一起。

在一项新的研究中,耶鲁大学的研究人员首次发现它是如何在果蝇生殖细胞形成这些环运河,他们说这一发现可能提供新的见解的一个普遍特征发展到疾病细胞分裂的中断。

科学家们观察到环运河在雄性和雌性生殖细胞在所有类型的物种中,从简单的有机物如海绵和果蝇更复杂的动物,如老鼠和人类。虽然他们的目的不是完全理解,有证据表明,环形运河细胞发展是很重要的,研究人员说。

”例如,在雌性果蝇,环形运河需要功能卵母细胞生长,一个发展中卵细胞,”Lynn厄尔C.N.H.长耶鲁大学医学院的遗传学教授和新研究的资深作者。“如果你块环形运河,雌性果蝇长小,小鸡蛋和不能繁殖。”

但是环运河形式仍不清楚。

为了更好地理解它们的形成,研究人员利用现场成像方法。他们标记几个环管蛋白质与荧光分子和果蝇,使用显微镜,观察到随着时间的推移,这些蛋白质所做的在雄性和雌性的生殖细胞。

“当我们这样做时,我们看到的第一个迹象结构我们称为生殖系中间体,”卡利说价格,在地中海的实验室的一个博士后,该研究的第一作者。

中间体是一个结构形式在细胞分裂和它的一个角色是招聘分子切断所需细胞的过程。在这项研究中,研究人员发现异常大的中间体在果蝇生殖细胞形成,大约20到30分钟,然后,开始完全分离,而是从一个球体经历了戏剧性的改造成一个环。这些中间体环成为稳定的运河兄弟姐妹细胞相连。

研究人员还发现这在淡水息肉和老鼠midbody-to-ring运河过渡,表明它是一个功能,一直保存在进化。

“看到这个固体,小对象变成一个环,没有观察到完整的活细胞。对我们来说,这是非常引人注目的;这是一个“啊哈时刻,”厄尔说。”,这是很难发现在果蝇。这项研究是一个很好的例子,果蝇模型系统怎样理解发展的基本机制是必不可少的。”

除了作为一个重要的一步了解环的功能和形成运河,研究人员说,该新发现还可以获得洞察不完整细胞分裂发生在多种物种和典型发展成疾病不完整的细胞分裂有牵连,如直肠癌、霍奇金淋巴瘤,一些免疫缺陷综合症。

研究结果也可能帮助科学家理解进化的开端。

“有非常原始的生物,当他们分裂,使殖民地与持久的细胞连接的桥梁,与生殖细胞就像我们所看到的,”厄尔说。“也许这样的兄弟姐妹细胞连接在一个殖民地或集群的开始是多细胞生物的进化,也许生殖细胞反映。”

展望未来,研究人员旨在识别机制,推动生殖细胞保持联系。

“在当前的研究中我们看到,阻断酶Citron激酶推迟或阻止midbody-to-ring运河过渡,“说价格。“所以我们看着Citron激酶更深入地看到什么在这些细胞在分裂。”

参考:价格KL、Tharakan DM、地中海l .进化保守中体重构之前环管在配子发育形成。Dev细胞。网上发布2023年3月:S1534580723000503。doi:10.1016 / j.devcel.2023.02.008

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