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      胚胎模式系統(tǒng)揭示了細胞協(xié)調創(chuàng)造驚人的精確的模式
      
			
      
				2018-11-30 17:25:22
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      隨著胚胎的發(fā)展從一點一滴的原始細胞,它的模式為精確、空間組織和組織區(qū)域。這就要求單個細胞協(xié)調長距離彼此通過釋放和檢測專用信號分子。如何細胞,只有用這種間接的方式交流,創(chuàng)建這樣的精確模式?
      

      胚胎模式系統(tǒng)揭示了細胞協(xié)調創(chuàng)造驚人的精確的模式
      

      加州理工學院的研究人員開發(fā)了一種方法來重現在培養(yǎng)皿中細胞間的溝通過程,是在胚胎組織模式。通過這樣做,他們已經建立了一個更簡單、更容易的方式來觀察和操縱這個基本的過程。使用這種方法,研究人員專注于通信系統(tǒng)“刺猬信號通路,建立了空間組織結構在不同組織和器官。他們發(fā)現途徑擁有一個復雜的分子電路架構,有助于確保精確的模式。
      

      的工作是在實驗室完成Elowitz邁克爾生物學和生物工程教授霍華德•休斯醫(yī)學研究所研究員,生物工程執(zhí)行官。研究結果發(fā)表在一篇出現在5月4日出版的《科學》雜志上。
      

      刺猬通路的正常運行至關重要中樞神經系統(tǒng)的發(fā)展,四肢,和許多其他器官和組織。Hedgehog-related基因缺陷導致發(fā)育疾病。了解Hedgehog途徑正是組織細胞空間將使研究人員能夠預測路徑的行為,因此反應藥物。此外,新技術工程self-patterning細胞在實驗室里可以幫助打開新方法工程師空間復雜組織用于再生醫(yī)學。
      

      在胚胎中,某些細胞(發(fā)送方)通過發(fā)布廣播信息分子,稱為形態(tài)因子,通過細胞間擴散的環(huán)境和周圍的細胞(“接收方”)。接收器接近發(fā)送者遠比細胞形態(tài)因子。細胞使用這些定量差異來找出他們在哪里,他們應該成為什么類型的細胞。這樣一個看似不穩(wěn)定機制產生完美的一遍又一遍地胚胎是一個長期存在的難題。
      

      而不是處理復雜的胚胎,許多過程同時發(fā)生,很難觀察和擾亂特定基因研究人員創(chuàng)建了一個組織如層細胞培養(yǎng)皿中。他們開始與小鼠成纖維細胞;成纖維細胞負責形成動物組織的框架結構。這些細胞“白板”,他們并不會形成自己的組織模式。然后團隊綜合改造成纖維細胞產生和應對擺渡聲波刺猬,細胞用來估計他們的立場在發(fā)展中組織.
      

      在感應聲波刺猬,每個細胞啟動一組信號繼電器,修改自己的基因表達。團隊轉基因細胞發(fā)光藍發(fā)送聲波刺猬信號時,或發(fā)光黃色當收到一個信號。通過這種方式,他們可以觀看實時消息流從細胞到細胞。
      

      重要的是,這個新系統(tǒng)允許研究人員有效地重建途徑,玩它的架構來幫助他們了解特性使系統(tǒng)產生高度精確的空間格局。通過修改基因的途徑,然后使用顯微鏡電影觀察細胞行為,研究人員發(fā)現,Hedgehog途徑有一個不尋常的分子結構,確保細胞間通信的準確性。
      

      “在生物學中,我們更好地撕系統(tǒng)比把它們聯系在一起,”該研究的第一作者說,博士后學者Pulin李。“所以,重建一個多細胞模式系統(tǒng)以外的胚胎可以揭示原則將很難發(fā)現在傳統(tǒng)的方式。”
      

      “在這里我們知道某些特性的刺猬體系做一次被認為是神秘的,甚至counterintuitive-actually一起工作在一個美麗的方式,以確保精確的模式,“Elowitz說。“這只是一個開始。有了這個系統(tǒng),我們現在可以想象編程細胞生成更復雜的模式行為,使組織的設計,合成生物學的一個主要目標。”
      
			

			
        
      
			
      
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