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Cell:同步化的Wnt和Notch脉冲控制胚胎分节

来源:本站原创 2018-02-28 19:18

2018年2月28日/生物谷BIOON/---在胚胎由单个细胞形成复杂有机体的过程中,大量的结构形成过程确保正确的细胞在正确位置和正确的时间发育。细胞在这种早期发育过程中以有节奏的方式激活特定基因,从而导致激活波浪席卷整个胚胎。

如今,在一项新的研究中,来自欧洲分子生物学实验室(EMBL)的Alexander Aulehla实验室和Christoph Merten实验室证实由Wnt和Notch通路控制的两组特定的波浪之间的时序能够导致胚胎形成新的分节(segment)。相关研究结果发表在2018年2月22日的Cell期刊上,论文标题为“Modulation of Phase Shift between Wnt and Notch Signaling Oscillations Controls Mesoderm Segmentation”。
图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2018.02.026。

小鼠胚胎中的新分节形成受到分子钟控制。这个过程中的两个关键信号通路被称作Wnt和Notch。这两个通路表现出周期性的活性脉冲,它们的发生速度与分节的形成速度相同。如今,这些研究人员证实这两种波浪之间的时序导致胚胎分节。在一个特定的时间点,Wnt和Notch波浪会保持同步并重叠在一起,而这对应于新的分节形成。

为了测试这两种波浪不同步时会发生什么,这些研究人员开发出一种新的实验策略来控制Wnt和Notch脉冲的节奏。作为一名在Aulehla实验室和Merten实验室从事研究的EMBL博士后研究员Katharina Sonnen开发出一种能够让Wnt和Notch脉冲与外部节奏保持同步的系统。引人注目的是,仅当Wnt和Notch波浪保持同步时,胚胎才会产生新的分节。改变它们的相对时序会阻止分节形成。

动态信号中的关键信息

Aulehla说,“这是我们首次能够直接测试时序在发育系统中的重要性。这表明胚胎发育的重要信息是编码在动态的振荡信号中的。在未来,这种方法可能被用来测试节奏在其他情况下的重要性。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Katharina F.Sonnen, Volker M.Lauschke, Julia Uraji et al. Modulation of Phase Shift between Wnt and Notch Signaling Oscillations Controls Mesoderm Segmentation. Cell, 22 Feb 2018, 172(5):1079-1090, doi:10.1016/j.cell.2018.01.026

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