時(shí)間就是一切研究人員描述生殖細(xì)胞發(fā)育中的遺傳發(fā)條
線蟲(chóng)C. elegans是一個(gè)真正的組織天賦:微小的生命形式,只有一毫米長(zhǎng),只能活兩到三周,性成熟只持續(xù)四天。然而,在這短暫的時(shí)期內(nèi),他們?cè)O(shè)法產(chǎn)生了300多個(gè)后代。為了使這個(gè)雄心勃勃的開(kāi)發(fā)計(jì)劃能夠以最佳方式運(yùn)行,必須在其單元內(nèi)同步大量進(jìn)程。馬丁路德大學(xué)Halle-Wittenberg(MLU)的遺傳學(xué)家破譯了一個(gè)編碼和控制這些過(guò)程的中心信號(hào)通路。他們的研究最近發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊(PNAS)上。
為了繁殖,秀麗隱桿線蟲(chóng)必須產(chǎn)生配子,雄性精子和雌性卵。這些來(lái)自未分化的分裂干細(xì)胞。“功能性生殖細(xì)胞是特殊的,因?yàn)樗鼈儾缓须p重染色體,不再能夠分裂,”MLU的發(fā)育遺傳學(xué)家和海森堡教授Christian R. Eckmann教授說(shuō)。必須同時(shí)對(duì)不同的程序進(jìn)行排序以產(chǎn)生配子:“一方面,源細(xì)胞的遺傳物質(zhì)必須在細(xì)胞分裂過(guò)程中減半。另一方面,也必須進(jìn)行男性和女性的性別分化。Eckmann繼續(xù)說(shuō),需要進(jìn)行廣泛的細(xì)胞內(nèi)重組以實(shí)現(xiàn)這些過(guò)程,如果細(xì)胞要成功發(fā)育,必須完美地進(jìn)行網(wǎng)格重組。一個(gè)具有許多互鎖齒輪的高度錯(cuò)綜復(fù)雜的發(fā)條機(jī)制提供了對(duì)所涉及的測(cè)序復(fù)雜程度的一些了解。
這些過(guò)程由RNA結(jié)合蛋白控制。在細(xì)胞核之外,在細(xì)胞質(zhì)中,這些蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)選擇性基因激活。對(duì)于從干細(xì)胞發(fā)育的生殖細(xì)胞,需要破壞兩種特異性RNA結(jié)合蛋白來(lái)重組細(xì)胞的遺傳程序。以前不清楚如何,何時(shí)以及為什么給出這種發(fā)育開(kāi)關(guān)的信號(hào)。來(lái)自Halle的研究人員現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),已經(jīng)熟悉的MAP激酶信號(hào)通路起著重要作用。Eckmann總結(jié)了這一過(guò)程如下:“蛋白質(zhì)降解級(jí)聯(lián)通過(guò)這種分子途徑啟動(dòng),最終兩種目標(biāo)蛋白質(zhì)CPB-3和GLD-1被識(shí)別,滅活和破壞。”
MLU的遺傳學(xué)家能夠證明這一過(guò)程在減數(shù)分裂的早期階段起作用,并且在時(shí)間上與雌性生殖細(xì)胞的性分化發(fā)作相對(duì)應(yīng)。因此,這些過(guò)程得到了最佳協(xié)調(diào)。根據(jù)Eckmann的說(shuō)法,“這些過(guò)程的特殊之處在于它們涉及具有很長(zhǎng)進(jìn)化歷史的已知分子,以前在正常細(xì)胞分裂的背景下作為腫瘤形成的抑制劑受到關(guān)注。在秀麗隱桿線蟲(chóng)中,這些分子交錯(cuò)存在于這些過(guò)程經(jīng)過(guò)調(diào)整和時(shí)間協(xié)調(diào),以促進(jìn)優(yōu)化,快速的生殖細(xì)胞生產(chǎn)。“MLU發(fā)育遺傳學(xué)研究小組的這些發(fā)現(xiàn)表明,相同的遺傳程序可能在生殖細(xì)胞中起作用其他更復(fù)雜的生物體 - 雖然是及時(shí)的,壓縮較少的形式。
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