控制活細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)動(dòng)

顯微鏡使研究人員能夠控制活細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)動(dòng)

生物細(xì)胞內(nèi)的簡單運(yùn)動(dòng)，例如細(xì)胞質(zhì)流 - 液體細(xì)胞內(nèi)部 - 被廣泛認(rèn)為是細(xì)胞和復(fù)雜生物發(fā)育所必需的。但是由于缺乏合適的工具，這種細(xì)胞內(nèi)運(yùn)動(dòng)到目前為止還沒有被假設(shè)為測試?，F(xiàn)在，來自德累斯頓馬克斯普朗克分子細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)研究所(MPI-CBG)的一組研究人員發(fā)現(xiàn)了一種誘導(dǎo)和控制活細(xì)胞和早期胚胎運(yùn)動(dòng)的方法。Moritz Kreysing團(tuán)隊(duì)不是僅僅通過顯微鏡進(jìn)行觀察，而是通過一種名為FLUCS的新細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)，積極引導(dǎo)蠕蟲胚胎的中心發(fā)育過程。這種新的顯微鏡范例為系統(tǒng)地了解復(fù)雜生物如何發(fā)展以及保護(hù)它們免受故障和疾病保護(hù)鋪平了道路。這些研究結(jié)果發(fā)表在最新一期的期刊上自然細(xì)胞生物學(xué)。

生物學(xué)中的一個(gè)核心問題是整個(gè)生物是如何從單個(gè)受精卵中發(fā)育出來的。盡管近年來基因研究已經(jīng)揭示了對(duì)這一神秘主題的深刻見解，但發(fā)展的一個(gè)特定方面仍然是難以捉摸的。對(duì)于有機(jī)體開發(fā)結(jié)構(gòu)體，生物分子需要移動(dòng)到胚胎內(nèi)的特定位置，類似于建筑工地上的建筑材料。細(xì)胞內(nèi)這種物質(zhì)分布的一個(gè)特別重要的例子是胚胎的極化，它定義了蠕蟲的頭部和尾部將在哪里生長。但直到現(xiàn)在，仍然存在爭議，哪種運(yùn)輸機(jī)制如此精確地定義了這種頭尾極化，因?yàn)樵诓粋ε咛サ那闆r下不可能移動(dòng)胚胎內(nèi)部。

Moritz Kreysing與MPI-CBG的其他團(tuán)隊(duì)以及德累斯頓工業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)與生物技術(shù)中心合作的研究團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已成功地通過非侵入性誘導(dǎo)活胚胎的受控流動(dòng)激光技術(shù)稱為FLUCS(聚焦光誘導(dǎo) - 細(xì)胞質(zhì) - 流)。借助這一真正具有革命性的工具(見圖)，研究人員能夠探測胚胎極化過程中細(xì)胞質(zhì)運(yùn)動(dòng)的功能。

該研究的主要作者M(jìn)atthäusMittasch表示：“通過FLUCS，生長胚胎的顯微鏡變得真正具有互動(dòng)性”。事實(shí)上：在現(xiàn)實(shí)的計(jì)算機(jī)模擬的幫助下，研究人員甚至設(shè)法用FLUCS逆轉(zhuǎn)蠕蟲胚胎的頭到尾身體軸線，導(dǎo)致倒置發(fā)育。與德累斯頓系統(tǒng)生物學(xué)中心有雙重聯(lián)系的首席研究員Moritz Kreysing總結(jié)道：“積極移動(dòng)生物細(xì)胞內(nèi)部的能力將有助于了解這些細(xì)胞如何改變形狀，如何移動(dòng)，分裂，響應(yīng)外部信號(hào)，最終是如何通過微觀運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)整個(gè)生物體出現(xiàn)。“ 在醫(yī)學(xué)方面，F(xiàn)LUCS有可能提高我們對(duì)發(fā)育缺陷的理解，輔助體外受精，有機(jī)體克隆和新藥的發(fā)現(xiàn)。

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