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      異步細胞周期階段是動物胚胎發(fā)育關(guān)鍵階段的關(guān)鍵
      
			
      
				2019-01-24 11:13:33
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      母細胞的細胞分裂產(chǎn)生兩個相同的子細胞稱為有絲分裂。這是海鞘的早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)，當(dāng)它從高度同步變?yōu)轱@示伴隨神經(jīng)管形成的獨特空間模式時。然而，研究人員并不了解在有絲分裂時機中控制這種轉(zhuǎn)換的原因。筑波大學(xué)最近的一項研究表明，這種變化代表了一種有絲分裂波的開始，這種有絲分裂在細胞周期的間隙階段的不同步失去之后從胚胎的后部傳遞到前部，這種情況到目前為止已經(jīng)掩蓋了異步合成階段。該研究報告在Developmental Cell中報道。
      

      異步細胞周期階段是動物胚胎發(fā)育關(guān)鍵階段的關(guān)鍵
      

      經(jīng)歷早期發(fā)育的動物胚胎通過快速，連續(xù)的細胞分裂輪次迅速增加其細胞數(shù)量，所述細胞分裂涉及DNA合成和有絲分裂，而沒有通常在真核細胞分裂中看到的缺口階段。一旦發(fā)生特定數(shù)量的劃分，間隙階段在細胞周期內(nèi)發(fā)生。在此階段，間隙1(G1)和合成(S)，間隙2(G2)和有絲分裂(M)之間的轉(zhuǎn)換由細胞周期蛋白如細胞周期蛋白和酶Cdc25控制。
      

      海鞘(海鞘)的簡單神經(jīng)系統(tǒng)是海洋脊索動物，通常用于模擬復(fù)雜脊椎動物的胚胎發(fā)育。在海鞘中，胚胎的外層(外胚層)形成一個神經(jīng)管，從后到前以拉鏈?zhǔn)竭B接。該過程對應(yīng)于表皮細胞的第11個細胞周期，其具有由編碼Cdc25的基因的表達降低調(diào)節(jié)的延長的G2期。
      

      為了理解如何實現(xiàn)有絲分裂的空間模式，研究人員通過延時成像熒光標(biāo)記DNA復(fù)制蛋白以分析有絲分裂時間。他們關(guān)注第10和第11細胞周期之間的差異，觀察到一種暫時的G2期補償機制。“在第11個細胞周期中，S期長度從后到前方向增加，這是觀察到的第11次有絲分裂的空間模式，”相應(yīng)的作者Yosuke Ogura解釋說。“S相長度差在第10個單元周期中是相同的，但是這里G2相的長度在前后方向上逐漸增加，補償和屏蔽S相的不同步。補償(或掩蔽) )是發(fā)育所必需的，因為胚胎不能形成適當(dāng)?shù)娜斯ひ瞥a償時的神經(jīng)管。“
      

      通過一系列實驗，研究人員還證明了第10次有絲分裂的同步需要從胚胎的前部到后部的cdc25基因的不對稱表達，其本身由調(diào)節(jié)基因表達的GATA和AP-2蛋白控制。“失去GATA和AP-2表達下調(diào)cdc25基因轉(zhuǎn)錄，”共同作者Yasunori Sasakura說。“這消除了S和G2相長度之間的補償關(guān)系。” 沒有這種抵消機制，第11次有絲分裂發(fā)生在與形態(tài)發(fā)生協(xié)調(diào)的后 - 前波中。
      
			

			
        
      
			
      
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