卵巢生殖細(xì)胞中的姊妹犧牲是卵子發(fā)育的關(guān)鍵

Carnegie的Allan Spradling和Lei Lei的新作品表明，哺乳動(dòng)物卵細(xì)胞在早期階段從其未分化的姊妹細(xì)胞(稱為生殖細(xì)胞)中獲得至關(guān)重要的細(xì)胞成分。這種機(jī)制以前只記錄在低等動(dòng)物體內(nèi)，可能是了解雞蛋獨(dú)特性質(zhì)的關(guān)鍵。他們的工作通過Science First Release發(fā)布。

卵子細(xì)胞是唯一的細(xì)胞，人類和其他動(dòng)物，它們能夠發(fā)育成新個(gè)體的。然而，女性身體只產(chǎn)生少量卵細(xì)胞，因此它們是生殖科學(xué)許多方面的限制因素。了解雞蛋如何獲得發(fā)育的能力對(duì)于基礎(chǔ)科學(xué)家以及有興趣通過增加雞蛋供應(yīng)來提高女性生殖能力的醫(yī)生來說至關(guān)重要。

與小鼠合作，雷和斯普拉德林開始測(cè)試他們的信念，即某些未分化的生殖細(xì)胞在卵巢生產(chǎn)過程中很早就會(huì)發(fā)育成卵，當(dāng)生殖細(xì)胞出現(xiàn)在相互連接的姐妹細(xì)胞群中時(shí)，同樣的所有女兒都是如此。父細(xì)胞。

在低等動(dòng)物如果蠅中觀察到類似的簇。在蒼蠅中，大多數(shù)被稱為護(hù)士細(xì)胞的生殖細(xì)胞將其細(xì)胞器(稱為細(xì)胞器)和細(xì)胞質(zhì)(細(xì)胞器懸浮在其中的液體溶液)轉(zhuǎn)移到一個(gè)細(xì)胞，然后成為卵子。然而，到目前為止，大多數(shù)研究人員認(rèn)為哺乳動(dòng)物卵巢中的生殖細(xì)胞簇是一種非功能性的進(jìn)化遺跡。但雷和斯普拉德林發(fā)現(xiàn)，與果蠅一樣，這些相連的哺乳動(dòng)物姐妹生殖細(xì)胞也會(huì)交換細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器 - 包括線粒體，細(xì)胞的能量工廠; 高爾基，電池的包裝服務(wù); 和中心體，它們管理細(xì)胞分裂。

在平均小鼠簇中的五個(gè)生殖細(xì)胞中，四個(gè)細(xì)胞將它們的大部分細(xì)胞器轉(zhuǎn)移到第五個(gè)細(xì)胞中，而第五個(gè)細(xì)胞單獨(dú)變成卵細(xì)胞。新的細(xì)胞器合并成一個(gè)叫做Balbiani體的結(jié)構(gòu)，一種只在幼蛋中看到的黑色圓形斑點(diǎn)，但其起源以前是未知的。

當(dāng)研究人員使用實(shí)驗(yàn)室技術(shù)來阻止這種轉(zhuǎn)移時(shí)，很少有卵細(xì)胞能夠形成。因此，他們能夠證明像昆蟲和無脊椎動(dòng)物一樣，哺乳動(dòng)物經(jīng)歷了從護(hù)士細(xì)胞到可能在功能上重要的未來卵子的細(xì)胞器轉(zhuǎn)移的進(jìn)化保守過程。

護(hù)士細(xì)胞的犧牲有助于卵細(xì)胞獲得發(fā)育的能力嗎?

從姐妹身上獲取如此多的細(xì)胞物質(zhì)幾乎可以肯定有助于卵子開始生長，成為哺乳動(dòng)物體內(nèi)最大的細(xì)胞。雷和斯普拉德林還假設(shè)轉(zhuǎn)移包括“重新編程”卵子染色體并賦予其發(fā)育成胚胎的能力的其他因素。由轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的Balbiani體可能通過產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)或激素進(jìn)一步支持卵子發(fā)育。最后，受損的細(xì)胞器可能在轉(zhuǎn)移過程中向外移動(dòng)，遠(yuǎn)離蛋，凈化它。

“了解如何建立哺乳動(dòng)物卵母細(xì)胞將極大地幫助對(duì)抗人類不育和改善畜牧業(yè)的努力，”雷評(píng)論道。

“這項(xiàng)工作還表明了使用模式生物如果蠅果蠅來研究具有醫(yī)學(xué)重要性的科目的重要性，”Spradling補(bǔ)充說。“關(guān)于果蠅的研究指導(dǎo)了這項(xiàng)工作，對(duì)于確定特定的人類因素及其重新編程卵細(xì)胞并使發(fā)育成為可能的基因至關(guān)重要。”

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