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科学家揭示细胞间交流的分子机理

发布时间:2019-10-12 18:27:55

在脊柱动物胚胎发育期间,特殊的信号分子会告知配一个细胞其所处的位置在哪儿,因此细胞就会以这种方式来形成自身独特的结构和功能。近日,一项发表于国际杂志Nature Communications上的研究论文中,来自卡尔斯鲁厄理工学院的研究人员首次揭示了,这些信号分子可以通过长丝状的细胞突出物被成捆地进行传输。

文章中,研究人员对斑马鱼研究揭示了信号分子的传输影响细胞间信号特性的分子机制。有机体、器官及组织都是包含成千上万种不同类型细胞的复杂三维系统,在脊椎动物胚胎发育期间,每个细胞都需要得到其位置信息从而形成在后期履行特殊功能的细胞类型,这种信息可以通过信号分子来传输,也就是所谓的形态发生,这种形态发生不仅在组织中是同源分布的,而且其浓度也是不断变化的,多种浓度可以激活不同的基因在靶细胞中进行表达。

在中枢神经系统中发育的细胞会接受来自Wnt家族蛋白的信号分子来作为其位置信息,Wnt蛋白的浓度决定了是否细胞分化为前脑细胞或是后脑细胞。研究者Steffen Scholpp教授指出,这些信号分子的分布必须被精确控制,其浓度或者传输方向的微小改变都会引发严重的损伤,比如胚胎发育期间大规模畸形的发生或者癌症的发生等。

文章中,研究者首次揭示了Wnt蛋白可以通过长的细胞突出物-伪足来进行特殊性传输,而信号分子仅可以装载到伪足上,从而以这种方式实现细胞间的通讯;同时信号分子也可以结合靶向细胞的表面受体来诱导正确的细胞反应。如今细胞来源就可以精确决定哪些靶向细胞可以接收信号,以及接收的信号蛋白的量。

最后研究者总结道,本文研究中研究人员对斑马鱼和人类细胞系进行了深入的研究,成功实现了细胞伪足的重新制造,并且分析了Wnt信号形态发生的信号特性产生的改变。

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