胚胎的信號(hào)采取多種途徑
萊斯大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)信號(hào)通路用于促使細(xì)胞分化的方法之間存在顯著差異 - 即,是否成為器官,骨骼,血管,神經(jīng)或皮膚。水稻生物科學(xué)家Aryeh Warmflash和校友Idse Heemskerk帶領(lǐng)一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞不僅對構(gòu)成生物體模式的“指令”的信號(hào)敏感,而且對這些信號(hào)的傳遞速度有敏感性。
該實(shí)驗(yàn)室開始研究信號(hào)分子的數(shù)量是否是指導(dǎo)細(xì)胞成為什么的主要線索。對于他們研究的高度相關(guān)的途徑之一,答案顯然是“不” - 而且,令人驚訝的是,對另一個(gè)人來說,“是”。
eLife中的開放獲取論文詳細(xì)介紹了早期哺乳動(dòng)物胚胎實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭袃煞N信號(hào)通路Nodal和BMP4的活性。
當(dāng)胚胎的身體計(jì)劃被創(chuàng)建時(shí),這兩種途徑都是稱為原腸胚形成的過程的組成部分。BMP4觸發(fā)過程并定義胚胎的“腹側(cè)”或腹側(cè),皮膚將形成。另一方面,BMP低,神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育。當(dāng)細(xì)胞暴露于BMP時(shí),只要其觸發(fā)配體存在,它就會(huì)維持變化。
相反,導(dǎo)致細(xì)胞變成肌肉,心臟和其他器官的Nodal 途徑受其靶細(xì)胞如何感知和適應(yīng)環(huán)境變化的控制,尤其是其配體水平的變化。
研究人員總結(jié)了這些稱為形態(tài)發(fā)生素的配體之間的相互作用,細(xì)胞比以前認(rèn)為的更具動(dòng)態(tài)性,而不僅僅依賴于配體濃度。
萊斯實(shí)驗(yàn)室采用獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),模擬密閉空間中的生長,使人類胚胎干細(xì)胞分裂和分化,但其形狀與胚胎相似。它允許研究人員用一種蛋白質(zhì)擾亂一個(gè)群體,這些蛋白質(zhì)觸發(fā)特定的途徑,看看它們?nèi)绾闻c分化細(xì)胞相互作用。
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