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      分子指南針如何調(diào)節(jié)正確的細胞分裂
      
			
      
				2019-01-10 11:46:11
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      維也納分子生物技術(shù)研究所的研究人員已經(jīng)揭開了微小的microRNA分子如何控制腦細胞的生長和分化。想象一下，我們的大腦是如何從早期胚胎中的少數(shù)細胞發(fā)展成為一個高度復(fù)雜的生化和生物電系統(tǒng)，其成人中包含超過1000億個神經(jīng)元，這是令人難以置信的。維也納分子生物技術(shù)研究所(IMBA)的科學家們在EMBO期刊上發(fā)表了一項新研究，其中他們揭示了小RNA分子如何指導細胞塑造發(fā)育中的小鼠大腦的復(fù)雜層狀結(jié)構(gòu)。
      

      分子指南針如何調(diào)節(jié)正確的細胞分裂
      

      當干細胞分裂形成新的組織和器官時，它們必須將它們的細胞分裂裝置定位在特定的方向，以將它們的子細胞定位在它們經(jīng)歷不同命運線索的位置，從而定義它們隨后的功能。然后，新形成的細胞可以繼續(xù)采取專門的功能 - 例如，它們可以成為各種類型的神經(jīng)元以產(chǎn)生和傳遞電脈沖 - 或者保持干細胞不斷分裂以產(chǎn)生更多的細胞。未能正確誘導命運決定會導致多種發(fā)育性腦部疾病。
      

      分裂細胞的方向決定細胞命運
      

      IMBA的博士后科學家，該研究的第一作者Juan Pablo Fededa博士解釋了他的發(fā)現(xiàn)：“我們的研究重點是了解控制有絲分裂紡錘體方向的因素。我們已經(jīng)知道如果紡錘體的方向不正確，然后細胞不規(guī)則地分裂，并且在大腦中這可能導致神經(jīng)發(fā)育障礙。我們也知道稱為microRNA的分子在這個過程中可能很重要，但我們并不確切知道如何。“
      

      從基于顯微鏡的篩查到小鼠腦的研究
      

      微小的“微RNA”分子可以干擾基因的表達 - 打開它們，關(guān)閉它們，或者使它們以不同的方式發(fā)揮作用。在首席研究員Daniel Gerlich博士的帶領(lǐng)下，F(xiàn)ededa博士和IMBA團隊在培養(yǎng)皿中使用培養(yǎng)細胞來測試腦細胞分裂過程中表達的所有微RNA的功能。
      

      Fededa描述了這種方法：“通過在活細胞中用熒光標記物觀察細胞的紡錘體，我們觀察到一個名為miR-34/449的6個microRNA家族在細胞分裂過程中影響了紡錘體的定向。然后我們測試了這些是否為利用IMBA的JürgenKnoblich實驗室建立的方法，RNAs還可以影響發(fā)育中小鼠大腦中有絲分裂紡錘體的定向。事實上，我們發(fā)現(xiàn)在刪除miR-34/449基因后，小鼠發(fā)育出較小的大腦，這些大腦含有較大的比例。干細胞稱為放射狀膠質(zhì)細胞。這表明放射狀神經(jīng)膠質(zhì)細胞可以相對正常地生長，但表明它們不能進一步分化成更復(fù)雜的細胞。因此，我們得出結(jié)論，正常大腦發(fā)育必須要求miR-34/449 microRNA。“
      

      miR-34/449調(diào)節(jié)有絲分裂紡錘體的方向
      

      IMBA的科學家比較了有或沒有miR-34/449的細胞中的基因表達模式，并發(fā)現(xiàn)了一種名為JAM-A的蛋白質(zhì)表達的差異。這種蛋白質(zhì)很有意思，因為它之前已被證明在定向有絲分裂紡錘體中起作用在其他組織中。通過設(shè)計對miR-34/449不敏感的JAM-A基因版本，IMBA的團隊能夠確定其與有絲分裂紡錘體定向的相關(guān)性。“我們的研究結(jié)果顯示，在開發(fā)小鼠大腦時，miR-34/449調(diào)節(jié)JAM-A以確保分裂細胞的正確方向和精確形成腦層”，Daniel Gerlich總結(jié)道。“目前的研究提供了關(guān)于微小RNA在大腦發(fā)育中作用的見解，但其他器官可能存在類似的機制。”
      
			

			
        
      
			
      
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